坐标转换

坐标转换一直是困扰很多GIS开发人员的一个问题,一提到各种坐标系统之间的转换,涉及到不同椭球、不同投影之间的换算方法。下面我们就来看看坐标转换的过程。
首先,我们要弄清楚三种坐标表示方法:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。地球椭球体(WGS84、Beijing54、xian80……)都可以通过三种坐标来表示。我们通常说的WGS-84经纬度坐标(纬度41度,123度)是经纬度和高程这一种。谷歌的地图是WGS-84经过Web Mercator投影的平面坐标。
在同一个椭球里的转换都是严密的,就是只要方法用对,精度不会损失。而在不同的椭球之间的转换是不严密的。举个例子,在WGS-84坐标和北京54坐标之间是不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样,因为它们是两个不同的椭球基准。而且转换一般都会有或多或少的误差。
那么,两个椭球间的坐标转换通过什么方法进行呢?一般而言比较严密的是用七参数法(即布尔莎模型),即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。获得七参数就需要同一地区3个以上的已知点进行计算,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值),还可以用三参数(莫洛登斯基模型),即X平移,Y平移,Z平移,而将X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K视为0,所以三参数只是七参数的一种特例。
现在举个例子说明:在辽宁某测区,需要从GPS中获得的WGS-84点经纬度坐标转到北京54坐标系的平面坐标,需要写程序完成。下面我们先来看一下整个转换过程原理是怎样的:


从上图中我们可以看到首先需要的是将GPS中获得的WGS-84经纬度坐标转换为WGS-84的空间直角坐标。然后通过布尔莎模型转换到Beijing54的空间直角坐标。接着在进行转换+投影到了Beijing54平面直角坐标。但是现在的问题是如何获得七参数。七参数是测绘部门的绝密。但是我们可以通过三对已知的同名点计算适合该区域的七参数(30KM<sup>2</sup>以内)。下面是获得七参数的过程:


文章来源:http://blog.csdn.net/sydbc/article/details/17166893

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