萬計 張翠峰 周康 蔣小華

1.湖南省測繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗授權(quán)站 湖南長沙 410007；2.長沙市規(guī)劃勘測設計研究院 湖南長沙 410007

1 坐標轉(zhuǎn)換方法

待轉(zhuǎn)坐標系向2000國家大地坐標系轉(zhuǎn)換方法如下：

收集與分析資料→分析待轉(zhuǎn)坐標系建立方法→兩坐標系重合點的分析與確定→坐標轉(zhuǎn)換方法與模型的確定→待轉(zhuǎn)坐標系成果轉(zhuǎn)換到2000系。

2 轉(zhuǎn)換模型選擇

全國及省級范圍內(nèi)的坐標轉(zhuǎn)換選取二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型；省級以下的坐標轉(zhuǎn)換可選擇平面四參數(shù)模型；相對獨立的平面坐標系統(tǒng)可采用平面四參數(shù)模型或者多項式回歸模型，具體可參考表1。

表1

2.1 二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型

其中：?B,?L同一點位在兩個坐標系下的緯度差、經(jīng)度差，單位為弧度；

?a,?f橢球長半軸差（單位米）、扁率差（無量綱）；

?X,?Y,?Z平移參數(shù)，單位為米；εx,εy,εz旋轉(zhuǎn)參數(shù)，單位為弧度；

m尺度參數(shù)（無量綱）。

2.2 平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換模型

平面四參數(shù)轉(zhuǎn)換屬于兩維坐標轉(zhuǎn)換，對于三維坐標，需將坐標通過高斯投影變換得到平面坐標再計算轉(zhuǎn)換參數(shù)。

平面直角坐標轉(zhuǎn)換模型：

其中，x0，y0為平移參數(shù)，α為旋轉(zhuǎn)參數(shù)，m為尺度參數(shù)。x1，y1為待轉(zhuǎn)換坐標系下平面直角坐標。x2，y2為2000國家大地坐標系下的平面直角坐標。

2.3 綜合法坐標轉(zhuǎn)換

綜合法是在相似變換（Bursa七參數(shù)轉(zhuǎn)換）的基礎上，再對空間直角坐標殘差進行多項式擬合，系統(tǒng)誤差通過多項式系數(shù)得到削弱，使統(tǒng)一后的坐標系框架點坐標具有較好的一致性，從而提高坐標轉(zhuǎn)換精度。

利用重合點先用相似變換轉(zhuǎn)換：Bursa七參數(shù)坐標轉(zhuǎn)換模型

2.3.2 對相似變換后的重合點殘差采用多項式擬合

3 轉(zhuǎn)換參數(shù)的選取原則及檢查

重合點的選取原則為等級高、精度高、局部變形小、分布均勻及覆蓋整個轉(zhuǎn)換區(qū)域；坐標重合點應選用在兩個坐標系下均有坐標成果的點，最終重合點還需根據(jù)所確定的轉(zhuǎn)換參數(shù)，計算重合點坐標殘差，根據(jù)其殘差值的大小來確定，若殘差大于3倍中誤差則剔除，重新計算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，直到滿足精度要求為止；用于計算轉(zhuǎn)換參數(shù)的重合點數(shù)量與轉(zhuǎn)換區(qū)域的大小有關，一般不得少于5個。選擇部分未參與轉(zhuǎn)換參數(shù)計算重合點作為外部檢核點，用轉(zhuǎn)換參數(shù)計算這些點的轉(zhuǎn)換坐標與已知坐標進行比較進行外部檢核。當區(qū)域較大時，應選定至少6個均勻分布的重合點對坐標轉(zhuǎn)換精度進行檢核，適當注意精度薄弱區(qū)域，如轉(zhuǎn)換邊緣的檢核，部分情況還可以進行野外實測檢核。

4 轉(zhuǎn)換成果的檢查

在確定了轉(zhuǎn)換方法與轉(zhuǎn)換模型正確的基礎上，針對轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)成果，主要從空間參考系、數(shù)學精度、完整性、邏輯一致性、屬性精度、附件質(zhì)量等幾個方面檢查轉(zhuǎn)換的正確性。

4.1 空間參考系

檢查轉(zhuǎn)換前成果是否為待轉(zhuǎn)換坐標系坐標，轉(zhuǎn)換后成果是否為2000國家大地坐標系坐標；檢查大地基準、高程基準、地圖投影等是否正確。2000國家大地坐標系坐標具體參數(shù)：長半軸 a=6378137m；扁率 f=1/298.257222101；地心引力常GM=3.986004418×1014m3s-2；自轉(zhuǎn)角速度 ω=7.292l15×10-5rad s-1。

4.2 數(shù)學精度

通常以轉(zhuǎn)換平面位置中誤差及接邊精度來分析轉(zhuǎn)換成果的轉(zhuǎn)換精度。

4.2.1 選取同名點

選取帶轉(zhuǎn)換坐標系坐標成果與轉(zhuǎn)換后的2000國家大地坐標系坐標成果的同名點，同名點應依據(jù)區(qū)域大小、區(qū)域形狀等技術參數(shù)均勻選取，一般點應選在特征點上，主要包括獨立地物點、線狀地物或影像明顯的脊骨交叉點、地物明顯的角點或拐點等。

4.2.2 同名點坐標轉(zhuǎn)換

采用相對獨立的方法計算帶轉(zhuǎn)換坐標系成果轉(zhuǎn)換為2000國家大地坐標系成果的轉(zhuǎn)換值。

4.2.3 精度統(tǒng)計

精度統(tǒng)計按以下要求執(zhí)行：

（1）精度統(tǒng)計按單位成果進行。

（2）當檢測點數(shù)量小于20個時，以計算較差的算術平均值代替中誤差；當數(shù)量不小于20個時，按中誤差統(tǒng)計。

（3）在允許中誤差以內(nèi)的誤差值均應參與精度統(tǒng)計，超過允許中誤差的誤差視為粗差。

（4）中誤差計算按公式（1）執(zhí)行

式中：M ——成果中誤差；n ——檢測點數(shù)量；Δi——較差。

分區(qū)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換點位的平均精度應小于圖上的0.1mm。具體：1：5萬空間數(shù)據(jù)庫坐標轉(zhuǎn)換精度≤5.0m；1：1萬空間數(shù)據(jù)庫坐標轉(zhuǎn)換精度≤1.0m；1：2000空間數(shù)據(jù)庫坐標轉(zhuǎn)換精度≤0.2m等；根據(jù)計算出的中誤差與分區(qū)轉(zhuǎn)換的平均精度進行比較，檢查轉(zhuǎn)換精度是否符合要求。

4.3 完整性

檢查是否按照設計要求進行了該轉(zhuǎn)換的成果的全部轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后有無要素丟失等情況。

4.4 邏輯一致性

檢查轉(zhuǎn)換成果的文件命名和數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)歸檔、分類是否正確，轉(zhuǎn)換過程中是否產(chǎn)生新的拓撲錯誤。

4.5 屬性精度

檢查轉(zhuǎn)換完后是否產(chǎn)生了屬性的變化。如在較大比例尺的分幅地形圖、地籍圖的轉(zhuǎn)換過程中，矢量數(shù)據(jù)進行了轉(zhuǎn)換，但包括圖名、圖號以及外圖廓注記在內(nèi)的部分整飾內(nèi)容往往未進行有效的改變，造成了圖內(nèi)成果與實際不一致。

4.6 附件質(zhì)量

核查分析各種基本資料、參考資料的完整性、正確性和權(quán)威性；技術設計、技術總結(jié)、檢查報告以及其他文檔資料的齊全性、規(guī)整性；檢查檢查技術總結(jié)是否能真實客觀反映整個生產(chǎn)的技術過程，以及結(jié)果分析的真實性、可靠性。

目前，省本級數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作已經(jīng)在緊密的進行中，市、縣級的很多數(shù)據(jù)也將進行轉(zhuǎn)換，其他行業(yè)數(shù)據(jù)的很多數(shù)據(jù)也將陸續(xù)的轉(zhuǎn)換為2000大地坐標系坐標。本文分析的一些內(nèi)容能在一定程度上為相關坐標轉(zhuǎn)換作業(yè)人員與檢查人員提供幫助，避免走彎路。