夏　江　郭中社　常海軍

[摘要]GIS開發(fā)中一些常用的要素表示方法,點(diǎn)、線、面以及坐標(biāo)系投影的相關(guān)知識。

[關(guān)鍵詞]點(diǎn) 線 面 坐標(biāo)系 投影變換

中圖分類號:TN96文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910008-01

近幾年來,GIS技術(shù)在全球得到了迅猛的發(fā)展,它已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)生活的重要組成部分。利用GIS技術(shù)開發(fā)的以多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化為特色的信息處理、信息管理、指揮調(diào)度和決策支持系統(tǒng),已經(jīng)在各領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。GIS技術(shù)已經(jīng)成為電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子軍務(wù)的重要技術(shù)支撐。正因?yàn)槿绱?用于開發(fā)GIS的專業(yè)開發(fā)工具也得到了飛速發(fā)展,出現(xiàn)了大量GIS的專業(yè)開發(fā)工具,應(yīng)用專業(yè)開發(fā)工具開發(fā)GIS,具有開發(fā)起點(diǎn)高,可靠性好,相對簡單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn),但也存在著可擴(kuò)展性差、適用性差、系統(tǒng)龐大,沒有系統(tǒng)版權(quán)等缺點(diǎn),尤其是,這些專業(yè)開發(fā)工具總體上來說還是一個(gè)難于真正修改的“黑匣子”,很難通過無縫集成實(shí)現(xiàn)實(shí)用系統(tǒng)的特殊功能。

開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GIS系統(tǒng),面臨的困難是,對開發(fā)人員的要求較高,開發(fā)周期相對較長,風(fēng)險(xiǎn)性也較大,但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看,有利于核心技術(shù)的積累,同時(shí)開發(fā)出的系統(tǒng)也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行取舍,靈活性高,本文簡要介紹GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一些內(nèi)部核心內(nèi)容。

GIS系統(tǒng)首先要解決的問題是GIS數(shù)據(jù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表示問題,通常會GIS相應(yīng)對象分為點(diǎn)(Point)、線(Polyline)、面(Region)三種類型,下面對相關(guān)類型逐一說明:

(一)點(diǎn)(Point)的結(jié)構(gòu)表示

struct Point {

// 點(diǎn)的坐標(biāo)。

CPoint point;

// 縮放級別。

unsigned char cLevel;

// 刪除與否。

BoolbDeleted;

//符號的類型集,用于設(shè)置點(diǎn)的樣式。

const CTypeSet * pTypeSet;

// 點(diǎn)的標(biāo)注內(nèi)容。

CStringstrLabel;

// 點(diǎn)的標(biāo)注位置。

CPointptLabel;

//標(biāo)注所用的字體信息。

CFontfont;

};

(二)線(Polyline)、面(Region)的結(jié)構(gòu)表示

struct Line or Region {

// 線或面的結(jié)點(diǎn)。

CPoint points;

// 線或面對象的邊界矩形。

CRectange rectBound;

// 縮放級別。

unsigned char cLevel;

// 對于面來說,內(nèi)部是否有一個(gè)”Hole”。

bool bHole;

//刪除與否。

bool bDeleted;

// 對于線來說則是長度,對于面來說則是面積。

floatfLengthOrArea;

//符號的類型集,用于設(shè)置線或面的樣式。

const CTypeSet * pTypeSet;

// 點(diǎn)的標(biāo)注內(nèi)容。

CStringstrLabel;

// 線或面的標(biāo)注的起始位置。

CPointptLabel;

//標(biāo)注所用的字體信息。

CFontfont;

｝

其次就是GIS系統(tǒng)中所用到的坐標(biāo)系、投影內(nèi)容等相關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu),在中國常用的坐標(biāo)系有WGS84、XiAN80、BeiJing54等三種,一般采用如下的表示結(jié)構(gòu):

struct CDatum {

const char * strName;

const char * strOziID;

const CEllipsoid * pEllipsoid;

float fDX;

float fDY;

float fDZ;

float fWX;

float fWY;

float fWZ;

float fMS;

mutable CTransformationBase * pToWGS84;

CTransformationBase * ToWGS84 () const;

};

具體形式如下:

// WGS84橢球體參數(shù)。

const CEllipsoid c_eWGS84 ("WGS 84", 6378137.0, 1/298.257223563);

//CDatum結(jié)構(gòu)示例。

{"WGS 84", "WGS 84", & c_eWGS84, 0, 0, 0}

下面是關(guān)于坐標(biāo)系,投影變換的簡要說明:

(1)Geographic Coordinate Systems(地理坐標(biāo)系)。描述了地理坐標(biāo)系的名稱、大地基準(zhǔn)面、橢球體、起始坐標(biāo)參考點(diǎn)、單位等。

(2)Projected Coordinate Systems(投影坐標(biāo)系)。在Projected Coordinate Systems同樣存在許多已定義的投影坐標(biāo)系,我國大部分地圖所采用的北京54和西安80坐標(biāo)系的投影文件就在其中,它們均采用高斯-克呂格投影,前者使用克拉索夫斯基橢球體,后者使用國際大地測量協(xié)會推薦的IAG75地球橢球體。

投影坐標(biāo)系的參數(shù)里面除了包含地理坐標(biāo)系的定義外,還有投影方式的相應(yīng)描述。

(3)Vertical Coordinate Systems(垂直坐標(biāo)系)。Vertical Coordinate Systems定義了測量海拔或深度值的原點(diǎn)的具體定義。

需要注意的是,大家經(jīng)常希望能夠通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,將北京54或西安80中的地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到WGS84,實(shí)際上這樣做是不準(zhǔn)確的,北京54或西安80的投影坐標(biāo)可以通過計(jì)算轉(zhuǎn)換到其對應(yīng)的地理坐標(biāo)系,但由于我國北京54和西安80中的地理坐標(biāo)系到WGS84的轉(zhuǎn)換參數(shù)沒有公開,因此無法完成其到WGS84坐標(biāo)的精準(zhǔn)計(jì)算。

參考文獻(xiàn):

[1]陳永奇,工程測量學(xué)-(第三版),測繪出版社.

[2]祝國瑞,地圖設(shè)計(jì)與編繪,高等學(xué)校地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)系列教材.

[3]ArcGIS 9.3 Desktop Help.

作者簡介:

夏江,女,53歲,工程師,河北省地礦局測繪院制圖分院副院長、技術(shù)負(fù)責(zé),從事測繪工作34年;郭中社,男,46歲,工程師,河北省地礦局測繪院制圖分院院長;常海軍,河北省地礦局測繪院制圖分院,工程師。