姜頑強，胡　靜

（蘭州石化公司研究院，蘭州　730060）

不同坐標系下Mapinfo格式地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一方案

姜頑強，胡靜

（蘭州石化公司研究院，蘭州730060）

針對基于Mapinfo平臺不同坐標系下地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一問題，通過對Mapinfo文件及坐標系轉(zhuǎn)換分析與研究，借助EXCEL部分功能，設(shè)計了煉油區(qū)坐標系、化工區(qū)坐標系下的地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一到市政坐標系下的實施方案，并選取煉油區(qū)、廠前區(qū)、化工區(qū)的道路層和鐵路層地理數(shù)據(jù)驗證了方案的可行性。

Mapinfo；坐標系；GIS

0　前言

自 1994年引進地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)以來，企業(yè)在不同時期選取不同坐標系完成了煉油區(qū)、廠前區(qū)、福利區(qū)、化工區(qū)等四個區(qū)域地理數(shù)據(jù)的采集，并分別建立了以Mapinfo軟件作為地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺、以地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)為核心、以地面對象數(shù)據(jù)為參照的二維地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。目前，各區(qū)域地理數(shù)據(jù)獨立運行、獨立管理、獨立維護，主要應(yīng)用于各區(qū)域。

隨著企業(yè)管理精細化、系統(tǒng)化、全局化等方面的要求及GIS在更多方面的應(yīng)用需求，地理信息系統(tǒng)的區(qū)域應(yīng)用急需提升到全局應(yīng)用；經(jīng)過不同區(qū)域地理信息系統(tǒng)建設(shè)和多年的地理數(shù)據(jù)維護，地理信息系統(tǒng)中基本上積累了企業(yè)主要管轄區(qū)域內(nèi)所有地理數(shù)據(jù)，然而，系統(tǒng)的應(yīng)用局限于各區(qū)域，地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用及解決的問題均有限；隨著“數(shù)字工廠”、“數(shù)字礦區(qū)”建設(shè)的推進，各區(qū)域地理數(shù)據(jù)也需要形成整體；同時考慮到，企業(yè)地理信息系統(tǒng)與集團公司地理信息系統(tǒng)、市政“三維數(shù)字城市”系統(tǒng)的結(jié)合。因此，基于煉油區(qū)坐標系獲取的煉油區(qū)廠前區(qū)地理數(shù)據(jù)和基于化工區(qū)坐標系獲取的化工區(qū)地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一到福利區(qū)地理數(shù)據(jù)所采用的1996城建坐標系統(tǒng) （簡稱市政坐標系）勢在必行。

1　企業(yè)地理數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

企業(yè)地理數(shù)據(jù)主要由圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)組成，圖形數(shù)據(jù)采用圖層進行存儲與管理，屬性數(shù)據(jù)存儲于屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表中，屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表隨圖層創(chuàng)建而創(chuàng)建，屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表中存儲空間隨圖形數(shù)據(jù)創(chuàng)建而自動分配，即圖層上的圖形數(shù)據(jù)位置發(fā)生變化時，其屬性數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)與圖形數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系等不會發(fā)生改變，圖形數(shù)據(jù)在圖層上的位置由地理坐標值來確定。在Mapinfo中，圖形數(shù)據(jù)的日常維護在圖形窗口下進行且采用單層控制，即維護操作之前將需要編輯的圖層置于可編輯狀態(tài)，才能增加、刪除圖層上的圖形對象，也能對圖層上已有的單個圖形對象進行位置坐標、樣式等編輯，因此，圖形窗口下數(shù)據(jù)維護不適合多圖層圖形數(shù)據(jù)批量維護。

2　Mapinfo文件

Mapinfo以圖層為單位采用一組文件（*.TAB、*.DAT、*. MAP、*.ID、*.IN D）對圖層上的數(shù)據(jù)進行存儲，同時也提供一組中間交換文件（*.MIF、*.M ID）用來向外交換圖層數(shù)據(jù)。經(jīng)過分析與研究，圖層文件無法進行編輯操作；中間交換文件MIF、MID文件可用記事本打開且可編輯，圖形數(shù)據(jù)的批量維護可在MIF中完成。

MIF由文件頭和數(shù)據(jù)節(jié)兩個區(qū)域組成，圖形數(shù)據(jù)的地理坐標值在數(shù)據(jù)節(jié)中，數(shù)據(jù)節(jié)由多個圖形對象函數(shù)組成，每個圖形對象函數(shù)由函數(shù)標識、坐標值及參數(shù)組成，每個圖形對象函數(shù)內(nèi)均采用空格作為其分隔符，其坐標分布格式固定且在不同行中X和Y值對應(yīng)分布，因此，借助EXCEL 2007可完成MIF文件數(shù)據(jù)節(jié)函數(shù)標識、函數(shù)參數(shù)的提取和坐標值批量轉(zhuǎn)換。

3　坐標系轉(zhuǎn)換研究

坐標系轉(zhuǎn)換是從一種坐標系變換到另一種坐標系的過程，實際上，坐標系轉(zhuǎn)換的過程就是轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解過程，通過建立兩個坐標系之間一一對應(yīng)關(guān)系來實現(xiàn)［1］。煉油區(qū)坐標系、化工區(qū)坐標系和市政坐標系屬于同一橢球體下的不同平面直角坐標系，因此，企業(yè)地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用四參數(shù)法即可建立不同平面直角坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

根據(jù)平面直角坐標系幾何變換原理，從一個平面直角坐標系變換到另一平面直角坐標系，這一過程共產(chǎn)生了四個參數(shù)（X軸平移量、Y軸平移量、坐標軸旋轉(zhuǎn)角度α和尺度因子m），至少需要兩個公共點在不同坐標系的坐標才能解算出四個參數(shù)值。根據(jù)圖1兩個不同平面直角坐標系關(guān)系示意圖，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)即可得到式（1）兩個平面直角坐標系轉(zhuǎn)換公式。

圖1　兩個不同平面直角坐標系關(guān)系示意圖

4　不同坐標系地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一方案

4.1三坐標系轉(zhuǎn)換關(guān)系

通過資料查找，有9個永久控制點有煉油區(qū)坐標和市政坐標，有15個永久控制點有市政坐標和化工區(qū)坐標，且每個控制點兩組坐標中高程值均相同。經(jīng)現(xiàn)場勘查，企業(yè)地理數(shù)據(jù)采集所依據(jù)的24個永久控制點均完好。在現(xiàn)場永久控制點上，采用GPS對資料上提供的三組坐標值分別進行檢驗，經(jīng)檢驗24個永久控制點均未發(fā)生位移。從9個和15個永久控制點中各選兩組坐標值分別建立煉油區(qū)坐標系、化工區(qū)坐標系與市政坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4.2MIF文件數(shù)據(jù)節(jié)批量轉(zhuǎn)換工具設(shè)計

根據(jù)Mapinfo提供的Point、Line、Polyline、Region、Arc、Text、Rectangle、Rounded rectangle、Ellipse等9個圖形對象函數(shù)中函數(shù)標識、坐標值及參數(shù)分布規(guī)律［2］，借助 EXCEL具有自動分列、提取表格內(nèi)容、豐富的內(nèi)置函數(shù)、下拉批量處理等功能，進行表頭每一列函數(shù)設(shè)置，完成九類函數(shù)中坐標值轉(zhuǎn)換、函數(shù)標識和參數(shù)提取，從而達到MIF文件數(shù)據(jù)節(jié)內(nèi)容批量轉(zhuǎn)換。

4.3地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一流程

基于以上的分析、研究與設(shè)計，不同坐標系下Mapinfo格式地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一流程如圖2所示。

圖2　不同坐標系下Mapinfo格式地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一流程

4.4方案驗證

選取煉油區(qū)、廠前區(qū)、化工區(qū)地理信息系統(tǒng)中的道路層、鐵路層數(shù)據(jù)作為驗證數(shù)據(jù)，分別利用轉(zhuǎn)換工具進行轉(zhuǎn)換實施，將轉(zhuǎn)換來的三區(qū)域道路層、鐵路層數(shù)據(jù)與福利區(qū)道路層數(shù)據(jù)在同一窗口中進行疊加，四區(qū)域道路層、鐵路層地理數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動統(tǒng)一，且與實際地理分布一致，即方案可行。

圖3　四區(qū)域系統(tǒng)中道路層、鐵路層地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一到市政坐標系效果圖

5　結(jié)語

經(jīng)過對企業(yè)四大區(qū)域的道路層、鐵路層地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一到市政坐標系下的測試，煉油區(qū)坐標系、化工區(qū)坐標系下的地理數(shù)據(jù)統(tǒng)一到市政坐標方案可行，按照此方案對煉油區(qū)、化工區(qū)、廠前區(qū)地理數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換實施，實現(xiàn)企業(yè)四大區(qū)域地理數(shù)據(jù)按照地理分布統(tǒng)一到市政坐標下，有效地解決了企業(yè)地理數(shù)據(jù)存在的“數(shù)據(jù)孤島”問題，實現(xiàn)了不同區(qū)域地理數(shù)據(jù)之間的連通性，減少了數(shù)據(jù)的維護工作量，地理數(shù)據(jù)的應(yīng)用從局部提升到全局，應(yīng)用范圍也不斷擴大，同時為企業(yè)地理信息系統(tǒng)與集團公司地理信息系統(tǒng)、市政地理信息系統(tǒng)的集成奠定了基礎(chǔ)。

主要參考文獻

［1］張勇.平面四參數(shù)法GPS坐標轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.城市勘測，2005（2）：28-30.

［2］趙從欣.基于Map Info平臺的mif/mid文件成圖方法［J］.四川測繪，2003，26（1）：28-32.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.19.089

TB21；TP317.4

A

1673-0194（2016）19-0159-03

2016-07-27