坐标转换
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2014-08-18
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
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
