地图数字化数据坐标变换的相关性分析
地理信息系统5-空间数据的处理
§5-3 拓扑关系的自动建立
5、岛的判断
单多边形被追踪两次
找出多边形互相包含的情况.
p1
p3
p2
1°、计算所有多边形的面积。
2°、分别对面积为正的多边形和面积为负的多边形排序。p1,p2,p3, -p1,-p2,-p3,
3°、从面积为正的多边形中，顺序取每个多边形，取完为止。若负面积多边形个数 为0，则结束。来自一、点线拓扑关系的自动建立
1、在图形采集和编辑中实时建立
弧段-结点表
结点-弧段表
Oid 起结点 终结点
a1 N1
N2
a2 N2
N3
Oid 弧段 号 N1 a1 N2 a1,a2 N3 a2
N2 a2 N1 a1
N3
(a)
N2 a2 N1 a1
N3
a3
Oid 起结点 终结点
a1 N1
N2
a2 N2
N3
一般，若结点容差设置合理，大多数结点能够吻合在一起， 但有些情况还需要使用前三种方法进行人工编辑。
§5-2 图形编辑
2）结点与线的吻合
在数字化过程中，常遇到一个结点与一个线
状目标的中间相交。由于测量或数字化误差，
它不可能完全交于线目标上，需要进行编辑，
称为结点与线的吻合。
C
编辑的方法： A、 结点移动，将结点移动到线目标上。 B、 使用线段求交； C、 自动编辑，在给定容差内，自动求交并吻合在一起。
§5-1 坐标变换
3、仿射变换
实质是两坐标系间的旋转变换。 设图纸变形引起x,y两个方向比例尺不同，当x,y比例尺相同时，为相似变换。
特性：
· · ·
求解上式中的6个未知数，需不在一直线上的3对已知控制点，由 于误差，需多余观测，所以，用于图幅定向至少需要四对控制点。
GIS名词解释解答题论述题《地理信息系统》
1、信息：信息是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
2、数据：通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，是用以载荷信息的物理符号，在计算机化的地理信息系统中，数据的格式往往和具体的计算机系统有关，随载荷它的物理设备的形式而改变。
3、地理信息：是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
4、地理信息系统（GIS , Geographic Information System）是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统5、元数据：一般认为是“关于数据的数据”6、空间数据用于确定具有自然特征或者人工建筑特征的地理实体的地理位置、属性及其便捷的信息。
7、数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。
8、栅格数据结构就是像元阵列，每个像元的行列号确定位置，用像元值表示空间对象的类型、等级等特征。
每个栅格单元只能存在一个值。
9、矢量数据结构是通过记录坐标的方式，尽可能地将点、线、面地理实体表现得精确无误。
其坐标空间假定为连续空间，不必象栅格数据结构那样进行量化处理。
10、DEM：即数字高程模型，是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟（即地表形态的数字化表示），它是对二维地理空间上具有连续变化特征地理现象的模型化表达和过程模拟。
11、DTM：即数字地面模型，是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。
浅谈地图扫描数字化的误差分析及质量控制
浅谈地图扫描数字化的误差分析及质量控制浅谈地图扫描数字化的误差分析及质量控制摘要：对地图扫描数字化的作业特点和误差来源进行了分析、比较，对扫描数字化空间数据的误差性质和精度进行了探讨，并用几幅1∶500的地籍图进行扫描数字化试验，对其中明显地物点的扫描数字化误差进行了统计检验。
关键词：GIS；扫描数字化；误差分析一、扫描数字化的误差来源GIS的数据质量取决于定位精度、属性精度、逻辑一致性、完整性等，本文仅讨论定位精度。
影响定位精度的主要因素是原图误差以及数字化过程中引入的误差。
1、原图误差。
原图误差包含外业测图的误差、制图整饰综合误差、图纸变形误差等。
扫描数字化与手扶跟踪数字化具有相同的此类误差。
2、仪器误差。
地图扫描数字化时使用的扫描仪大部分为以CCD 为核心或以PMT为核心的扫描仪，扫描时在光学成像部分、机械传动部分、转换电路部分都会产生一定的误差。
采用较高分辨率的扫描仪以及扫描时尽量使原图保持平直可以减弱此项误差。
手扶跟踪数字化的仪器误差主要取决于数字化仪的分辨率，实际作业时可以根据实际需要选择合适分辨率的数字化仪进行数字化。
3、操作误差。
手扶跟踪数字化误差受操作者的经验和技能的影响较大，操作者在数字化的过程中产生的误差是数字化误差的主要部分。
目前受到影像自动识别技术的限制，扫描全自动矢量化还不成熟，大部分采用半自动矢量化方式，需要人机交互处理，在断线、噪声等处进行人工干预，这种半自动交互矢量化作业方式，在形式上与手扶跟踪数字化作业方式似乎没有什么本质区别，但大部分时间作业员只是起引导作用，跟踪还是由软件自动完成，因此操作误差比手扶跟踪数字化误差还是大大减小了。
4、软件误差。
在相当长的一段时间里，实现扫描矢量化的技术逐渐形成了一种以细化、曲线跟踪拟合为核心的技术，这种技术的弊病表现为抗干扰性差，产生的识别畸变直接影响到最终结果，因此算法的抗干扰性就成为一个基本要求，据此提出了各种矢量化方法，但都没有重大突破，最终将导致由软件产生的误差。
图形坐标系统变换原理及其在数字地图中的应用
２０ ０ ７年 第 ６期
福 建 电
脑
８ １
图形坐标 系统变换原 理及其在 数字地 图中的应 用
郭 艳 萍
（山 西 大 同大 学 计 算机 科 学 与 技 术 系 山 西 大 同 ０ ７０ ３ ０ ８）
【 要 ： 形 坐标 系统 变 换是 计 算 机 绘 图的 基 本 操 作 之 一 ， 文 着 重 探 讨 了比例 变换 、 似 变换 、 射 变换 、 影 变换 、 摘 图 本 相 仿 投 换 带 变换 的 原理 及 其在 数 字化 成 图 系统 中 的应 用 。
二 维 图 形 的 基本 变 换 ： 在 坐 标 系 中 有 一 点 Ａ（ ） 为使Ａ 设 Ｙ ，
】 三［ｃ 别 ｊ … 作 业 时 ， 常 由 于各 种原 因导 致 数 字 化 图形 关 系 不 正 确 。 为避 ｆ ｆ＋ ：＝ ） ＝ ｒ 以， ＋ 】 经
当变换矩阵ｒ ｊ ： 中的ｂ ｃＯ ≠０ ≠ ＝＝ ， ， ０时可实现比例变换， 免 重 新 数 字 化 ． 要对 数字 化 图形 进 行 图形 变 换 处 理由此 可 以 看 出 ： ６分 别 为 ， ｙ方 向 的 缩放 因 子 。 （ ） 若 ａ ｂ时 ， １、 ＝ 大致 可 以 分 以 下两 种 情 况 考 虑 ：
２ 几 何 变 换 中 比例 变换 原 理 及 应 用 ．
视 象 变 换 即 坐标 模式 变 换 包 括 相 似 变 换 、 射 变 换 、 仿 投影 变
几 何 变换 从 本 质 上 说 都 是 依 照 一定 的规 则 ．将 一 个 几 何 图 换 和 换 带 变 换 ．下 面 本 文 将 重 点 讨 论 以上 各 种 变 换 的 原 理及 其 形 的点 都 变 为 另 一个 几何 图形 的确 定 的点 。二 维 图形 变 换 的 结 应 用 。
实验2 地图数字化(配准,矢量化)
实验2、地图数字化（配准、矢量化）一、实验目的1. 利用影像配准(Georeferencing) 工具进行影像数据的地理配准2. 编辑器的使用（点要素、线要素、多边形要素的数字化）。
注意：在基于ArcMap 的操作过程中请注意保存地图文档。
二、实验准备数据：昆明市西山区 普吉 地形图 1:10000 地形图――70011-1.Tif，昆明市旅游休闲图.jpg (扫描图)。
软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap三、实验内容及步骤第1步 地形图的配准－加载数据和影像配准工具所有图件扫描后都必须经过扫描配准，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。
打开ArcMap，添加“影像配准”工具栏。
把需要进行配准的影像—70011-1.TIF 增加到ArcMap 中，会发现“影像配准”工具栏中的工具被激活。
第2步 输入控制点在配准中我们需要知道一些特殊点的坐标。
通过读图，我们可以得到一些控件点——公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。
一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。
在”影像配准”工具栏上，点击“添加控制点”按钮。
使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置，如下图所示：用相同的方法，在影像上增加多个控制点（大于7 个），输入它们的实际坐标。
点击“影像配准”工具栏上的“查看链接表”按钮。
注意：在连接表对话框中点击“保存”按钮，可以将当前的控制点保存为磁盘上的文件，以备使用。
检查控制点的残差和RMS，删除残差特别大的控制点并重新选取控制点。
转换方式设定为“二次多项式”第3步 设定数据框的属性增加所有控制点，并检查均方差（RMS）后，在”影像配准”菜单下，点击“更新显示”。
执行菜单命令“视图”－“数据框属性”，设定数据框属性在“常规”选项页中，将地图显示单位设置为“米”在“坐标系统”选项页中，设定数据框的坐标系统为“Xian_1980_Degree_GK_CM_102E”（西安80 投影坐标系，3度分带，东经102度中央经线），与扫描地图的坐标系一致 更新后，就变成真实的坐标。
地理空间坐标系及坐标变换
➢ 在应用中空间基准需要解决的相关问题
地理信息的空间基准涉及参考椭球、坐标系统、水准原点、 地图投影、分带等多种因素,因此地理信息的空间基准是一个 复杂问题。 由于不同历史时期我国采用不同的空间基准,造成不同时期 地理信息数据的空间基准不一致的现象，给空间数据共享和应 用带来极大困难。空间基准的统一成为多源空间数据集成与融 合研究的重点。
空间数据坐标变化方法
投影变换
仿射投影
相似变换
橡皮拉伸
2.2 坐标变换方法
投影变换：已知变换前后两个空 间参考的投影参数，利用投影公 式的正解和反解算法，推算变化 前后两个空间参考系之间点的一 一对应函数关系。投影变换是坐 标变换中精度最高的变换方法。 允许角度与长度变形。 大多数GIS软件提供常见投影之间 的转换。
➢ 变形纠正：遥感影像本身的几何变形；扫描地形图或遥感影像 过程变形，没压紧、产生斜置或扫描参数设置不恰当等，都会 使被扫入的地形图或遥感影像产生变形；
➢ 坐标旋转平移
坐标变换原因
2.2 坐标变换方法
➢ 利用一系列控制点与转换方程，在投影坐标上配准地图、影 像的过程。
➢ 实质：空间数据从一种数学状态到另一种数学状态的变换， 实质是建立两个平面点之间（或球面坐标和平面坐标）的一 一对应关系，实现由设备坐标（数字化仪坐标或栅格图像坐 标）到现实世界坐标（实际地理坐标）的转换，同时可以控 制数据采集的精度。
3）将变换方程应用于输入要素， 生成输出图层
利用转换公式，原坐标系所有点实 现变换，具有实际地理坐标。
X Y
a0 a1x a2 b0 b1x b2 y
(完整版)地理信息系统教程(考试重点)
地理信息系统教程第一章绪论1．信息系统：能对数据和信息进行收集、储存、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统。
拥有收集、管理、剖析和表达数据的能力。
2．地理信息系统：GIS 是由计算机硬件、软件和不一样的方法构成的系统，该系统设计用来支持空间数据的收集、管理、办理、剖析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题3． GIS 与 IS 之间的差别：GIS 是空间数据和属性数据的联合体。
4． GIS 系统五个基本构成部分：⑴硬件系统，各样设施-物质基础；⑵软件系统，支持数据收集、储存、加工、回答用户问题的计算机程序系统；⑶数据，系统剖析与办理的对象、构成系统的应用基础；⑷应用人员，GIS 服务的对象，分为一般用户和从事成立、保护、管理和更新的高级用户；⑸应用模型，解决某一特意应用的应用模型，是 GIS 技术产生社会经济效益的重点所在5．地理信息系统基本功能：⑴数据收集与编写；⑵数据储存与管理；⑶数据办理和变换；⑷空间剖析和统计；⑸产品制作与显示；⑹二次开发和编程6．地理信息系统应用功能：资源管理；地区规划；领土监测；协助决议第二章地理信息系统的空间数据构造和数据库1．地理实体：指自然界现象和社会经济事件中不可以再切割的单元，它是一个拥有归纳性，复杂性，相对性的观点。
2．地理实体的特点：⑴属性特点——用以描绘事物或现象的特征；⑵空间特点——用以描述事物或现象的地理地点以及空间互相关系；⑶时间特点——用以描绘事物或现象随时间的变化3．地理实体数据的种类：⑴属性数据——描绘空间对象的属性特点的数据；⑵几何数据——描绘空间对象的空间特点的数据；⑶关系数据——描绘空间对象之间的空间关系的数据4．点：有特定地点；线：拥有同样属性的点的轨迹，由一系列的有序坐标表示；面：对湖泊、岛屿、地块等一类现象的描绘。
由关闭曲线加内点来表示；体：用于描绘三维空间中的现象与物体，它拥有长度、宽度及高度等属性5．空间数据构造：是指空间数据合适于计算机储存、管理、办理的逻辑构造，也就是指空间数据以什么形式在计算机中储存和办理。
空间信息学重点总结
数据：是指那些未经加工的事实，或对一种特定现象的客观描述。
人们为了反映客观世界而记录下来的可以鉴别的符号，它是客观事物的性质、属性、位置，以及相互关系的抽象表示。
构成信息和知识的原始材料。
形式有字母、数字或其他符号，图像、图表、声音等信息信息是认识主体所感知的或所表述的客观事物运动的状态和状态改变方式。
以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息数字工程：借鉴传统的工程化思想，运用数字工程技术对环境、人文、社会、经济等各类信息进行数字化处理，并提供定性、定量分析，使空间概念延伸到国民经济建设的各个领域，是一种综合的新技术、新方法。
1.数据的自然和社会属性包括哪些方面？数据属性：具有自然属性和社会属性自然属性：可感知、可存储、可加工、可传输、可再生、可压缩等。
社会属性：是社会各行各业不可缺少的资源，具有商业性、资源性、公用性、私密性等。
2.人类对数据的管理分几个阶段？各阶段的特征是什么？数据的管理阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、高级数据库技术阶段。
2.空间信息基本特征包括哪3方面？空间性：表示了空间实体的地理位置、几何特性、实体间的拓扑关系时间性：又称时序性，空间实体的空间特征和属性特征随时间变化的动态特性。
非语义性：人们往往将表示实体位置信息的数据称为空间数据。
将表示实体性质、特征等的数据独立出来，单独作为属性数据保存。
从这个角度讲，空间数据是非语义的。
4.空间数据来源哪8个方面？1.地图数字化：直接数字化、扫描数字化优点：快捷有效，缺点：有数据不确定性，误差控制和质量控制2.实测数据：全站仪等野外实测优点：精度高，确定性好；缺点：外业劳动强度大。
3.试验数据：模拟地理实体或过程特征产生的数据。
表示在特定条件下的实际情况。
与实测数据结合使用。
4.遥感和GPS数据：将成为地球空间数据的主要信息源。
优点：快速解决：自动化和数据质量问题。
智能系统的应用和地学知识规则数据库的建立。
数字地图
北京泰合佳通信息技术有限公司
数字地图概述 －数字地图数据类型
数据类型是数字地图中信息专题的分类，分为以下几种：
数字高程模型 地物覆盖模型 线状地物模型 建筑物模型
北京泰合佳通信息投影
我国国家规定，世界上也比较通用的一种投影方式。以椭圆柱面为投影面， 并与椭球体相切于一条经线上，该经线即为投影带的中央经线。按等角条 件将中央经线东西一定范围内的区域投影到椭圆柱表面上，再展为面，便 构成了高斯克力格投影。该投影最早由德国的高斯(C.F.Gauss,1777-1855) 设计的，后又于1912年经德国的克吕格（J.Kruge,1857-1923）对投影公式 加以补充完善，故得名。 该投影可采用6o 或3o分带：6o 分带从本初子午线开始，经差6o 一个投影带 自西向东划分，全球共60个投影带，带号为1～60。东经0o～6o为第1投影 带，依此类推，西经6o～0o为第60投影带。我国疆域在72oE～136oE之间， 因此包括13～23带共11个投影带。3o分带从1o30”开始，经差3o 一个投影带 自西向东划分，全球共120个投影带，带号1～120。
DEM（DTM） DOM（Clutter） LDM（Vector） BDM（Clutter Height）
栅格数据，描述地面海拔高度。很少变化（必须） 栅格数据，描述地面覆盖类型。经常变化（必须） 矢量数据，描述线状地物平面分布。经常变化（必须）
栅格及矢量数据，描述建筑物平面分布和高度。（可选）
文本标注 LABEL
附注 法国 英国 德国 英国 英国 1942 年国际第一个推荐值 苏联 1971 年国际第二个推荐值 1975 年国际第三个推荐值 1979 年国际第四个推荐值
坐标转换算法研究与软件实现
坐标转换算法研究与软件实现坐标转换算法是地理信息领域中的重要技术，用于将坐标从一种坐标系转换为另一种坐标系。
随着地理信息技术的不断发展，坐标转换算法的研究和软件实现变得越来越重要。
本文将介绍坐标转换算法的基本概念、研究现状、实现方法以及应用情况，并分析其重要性和可行性。
坐标转换算法是将坐标从一种坐标系转换为另一种坐标系的过程。
在实际应用中，往往需要将坐标从二维平面坐标系转换为地理坐标系（经纬度），或者将地理坐标系转换为平面坐标系。
坐标转换算法通常涉及坐标系的变换和投影方法的选取。
常见的坐标转换方法包括基于数学模型的转换方法、基于GIS软件的转换方法、基于机器学习的转换方法等。
坐标转换算法在地理信息领域中有广泛的应用，例如地图制作、导航系统、空间分析、土地资源利用等。
具体来说，坐标转换算法可用于空间数据校正、地图匹配、位置信息服务、空间查询、空间分析等领域。
在这些应用中，坐标转换算法的准确性和高效性直接影响了地理信息数据的精度和处理的效率。
目前，坐标转换算法的研究已经取得了很多成果。
不同的坐标转换算法有不同的优缺点，适用于不同的应用场景。
例如，基于数学模型的转换方法适用于小范围坐标转换，但需要考虑投影变形和精度问题；基于机器学习的转换方法适用于大范围坐标转换，但需要大量的训练数据和较高的计算成本。
现有的坐标转换算法还存在一些问题，如缺乏统一的坐标系统标准、转换精度不足等。
本文实现了一种基于多项式拟合的坐标转换算法。
该算法首先定义了源坐标系和目标坐标系的转换关系，然后利用多项式拟合方法计算出转换参数，最后通过这些参数进行坐标转换。
该算法具有实现简单、精度较高、适用范围广等优点，但需要解决一些问题，如选点与拟合效果的关系、计算复杂度与效率等问题。
在实现过程中，我们采用了Python编程语言，利用numpy、scipy等库进行数学计算。
同时，为了验证算法的正确性和精度，我们采用了GeoReferencing模块进行空间数据校正和平面坐标系与地理坐标系之间的转换。
第四章 地图的数字化
6个变换参数，至少需要3个定向点，一般采用3个以上 的定向点采用平差的方法求解。实际作业中，通常选择地图 的4个图廓点作为定向点。
特点：坐标平移、旋转和X、Y 方向 不同缩
放
3.双线性变换
与赫尔默特和线性变换相比，双线性变换还考虑到了地 图图纸的不均匀变形，其数学模型为
8个变换参数，至少需要4个定向点，实际作业中，通常 选择地图的4个图廓点和若干个方里网线交叉点作为定向点。
A或B
A与B
A异或B
A非B
4.加粗和减细
加粗：将原图向上、右、下、左平移得到私服新图与原图进行“或”运
算。
二、线状栅格数据的细化
为了便于线状影像的自动跟踪矢量化，应进行线状栅格 数据的细化，即提取线状栅格的中轴线。
1.最大值计算法
细化原理：计算原始栅格数据格线交点的V值，每点的
V值是该点左上、右上、左下、右下四个栅格灰度值的和，
终止条件：跟踪到了起始像元(即跟踪轨迹已闭合)。
三、栅格数据自动跟踪矢量化
1.细化线的跟踪
2.区域边线的跟踪
3.预测跟踪法
§4.3 地图扫描屏幕矢量化方法
地图扫描数字化：将图纸通过扫描仪录入计算机，生成按行
和列规则划分的栅格数据，然后用扫描矢量化软件，采用人机 交互与自动化跟踪相结合的方法完成地形图的矢量化。
地形图的精度。
二、地图定向
图纸定位：将数字化仪坐标系转换成地形图坐 标系的过程或将图纸坐标转换成测量坐标的过 程。 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 平移 坐标变换 旋转
缩放
1.赫尔黙特变换
设XOY为地图坐标系， xoy 为数字化仪坐标系，两坐标系 的坐标轴之间的夹角为a。地图 西南角图廓点O的地图坐标为X0 和Y0 ，数字化仪坐标为x0和y0， 即O点相对于xoy坐标原点o的平 移距离为x0，y0 。
地形图数字化
地形图数字化地形图数字化武汉大学测绘学院 潘正风数字地形图除采用地面数字测图方法外，也可采用地形图数字化方法。
采用常规测图方法测绘的图解地形图通过地形图数字化，可转换成计算机能存储和处理的数字地形图，但其地形要素的位置精度不会高于原地形图的精度。
地形图数字化方法按采用的数字化仪不同分为手扶跟踪数字化和扫描屏幕数字化。
一．手扶跟踪数字化1．跟踪数字化仪数字化仪输出的数据是数字化仪坐标系的坐标。
2．数字化仪坐标转换成地形图测量坐标()()()()⎭⎬⎫⋅-+⋅+-⋅=-⋅-+⋅-⋅=-αλαλαλαλcos sin sin cos 00v y u x Y Y v y u x X X经变换后为：⎭⎬⎫++-=++=y x Q ay bx Y Q by ax X 式中，x Q 、y Q 、a 和b 为待定换算系数。
3．手扶跟踪地形图数字化方法⑴ 地形图定位进行地形图定位，计算坐标转换系数。
⑵ 菜单定位菜单定位完成后，菜单区内某一位置的行号和列号都可由数字化仪坐标换算出来。
在地图数字化系统程序中，每一对行号和列号都和方格所对应的代码或程序功能已联系起来，因此,只要在数字化地形图要素之前或之后，将数字化仪游标移到菜单区相应的地形图图式符号的小方格内，这样就把该地形图要素的代码和图形的坐标（几何位置）连在一起，形成一个规定格式的数据串储存在计算机内。
数字化菜单除用于输入图形要素代码外，还可输入程序执行命令，进行数字化数据的处理和屏幕图形的编辑，作为人机交互系统中的一个输入设备。
⑶ 地形图符号的数字化4．利用数字化仪在地形图上量算面积()()∑=++-+=ni i i i i y y x x P 11121 或 ()∑=++-=ni i i i i y x y x P 11121 式中，n 为多边形顶点的个数，11x x n =+，11y y n =+。
二．地形图扫描屏幕数字化1．数字图像将连续的光强图像进行离散化为一幅数字图像。
坐标转换及方里网的相关问题(椭球体、投影、坐标系统、转换、北京54、西安80等)讲解
坐标转换及方里网的相关问题（椭球体、投影、坐标系统、转换、北京54、西安80等）最近需要将一些数据进行转换，用到了一点坐标转换的知识，发现还来这么复杂^_^，觉得自己真是愧对了武汉大学以及中科院这么多年培养我，让我上了好多课却从来没有好好听，今天才知道其实很有用！不多废话，给您分享下我的坐标转换之路。
Part one: Background地理坐标系与投影坐标系的区别 (citefrom:/f?kz=354009166)1、首先理解地理坐标系（Geographic coordinate system），Geographic coordinate system直译为地理坐标系统，是以经纬度为地图的存储单位的。
很明显，Geographic coordinate system是球面坐标系统。
我们要将地球上的数字化信息存放到球面坐标系统上，如何进行操作呢？地球是一个不规则的椭球，如何将数据信息以科学的方法存放到椭球上？这必然要求我们找到这样的一个椭球体。
这样的椭球体具有特点：可以量化计算的。
具有长半轴，短半轴，偏心率。
以下几行便是Krasovsky_1940椭球及其相应参数。
Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening（扁率）: 298.300000000000010000然而有了这个椭球体以后还不够，还需要一个大地基准面将这个椭球定位。
在坐标系统描述中，可以看到有这么一行：Datum: D_Beijing_1954表示，大地基准面是D_Beijing_1954。
有了Spheroid和Datum两个基本条件，地理坐标系统便可以使用。
完整参数：Alias:Abbreviation:Remarks:Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)Prime Meridian（起始经度）: Greenwich (0.000000000000000000)Datum（大地基准面）: D_Beijing_1954Spheroid（参考椭球体）: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.3000000000000100002、接下来便是Projection coordinate system（投影坐标系统），首先看看投影坐标系统中的一些参数。
第四章 地图的数字化
数字化方法有：
手扶跟踪数字化 地图扫描屏幕数字化
注：地形图数字化后，地形要素的位置精度不会高于原
地形图的精度。
二、地图定向
图纸定位： 图纸定位 ： 将数字化仪坐标系转换成地形图坐 标系的过程或将图纸坐标转换成测量坐标的过 标系的过程 或将图纸坐标转换成测量坐标的过 程。 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 实质：坐标变换（确定坐标系间的变换参数） 平移 坐标变换 旋转 缩放
作
1.预处理 1.预处理
扫描地形图工作底图得到的原始光栅文件，还需进行 多项处理才能完成矢量化。预处理过程实际上是对原始光 栅文件进行修正。
噪声消除 图像纠正 图层设置 地物编码
图幅定位 图幅定向
2.细化处理 2.细化处理
细化处理过程是在正式光栅数据中， 细化处理过程是在正式光栅数据中 ， 寻找扫描 图像线条的图形原骨架也就是线条中心线的过程。 图像线条的图形原骨架也就是线条中心线的过程。 寻找线条中心线 人工补断和毛刺剔除
细化原理：计算原始栅格数据格线交点的V值，每点的 计算原始栅格数据格线交点的V
V值是该点左上、右上、左下、右下四个栅格灰度值的和， 其中要素栅格灰度为“1”，背景栅格灰度为“0”。因为 其中要素栅格灰度为“1”，背景栅格灰度为“0”。因为 每点周围至多为四个“1”，所以Vmax＝ Vmin＝ 每点周围至多为四个“1”，所以Vmax＝4，Vmin＝0，然后 选取最大V值的点。显然，最大V 选取最大V值的点。显然，最大V值点不可能位于线划边缘， 而位于线划内部。如果经一次细化仍嫌太粗，还可以将所 有最大V值点的灰度值重新赋为“1”，而将其它V 有最大V值点的灰度值重新赋为“1”，而将其它V值点的灰 度值重新赋为“0”，进而再选取最大V值点,……。 度值重新赋为“0”，进而再选取最大V值点,……。
地质大学(武汉)阶段作业 GIS原理与应用 专升本
单选题1. 地理信息系统形成于20世纪_____。
(5分)(A) 50年代(B) 60年代(C) 70年代(D) 80年代参考答案：B2. 世界上第一个地理信息系统是_____。
(5分)(A) 美国地理信息系统(B) 加拿大地理信息系统(C) 日本地理信息系统(D) 奥地利地理信息系统参考答案：B3. GIS按_____分为专题地理信息系统、综合地理信息系统与地理信息系统工具。
(5分)(A) 数据容量(B) 用户类型(C) 内容(D) 用途参考答案：C4. 下列有关GIS的叙述错误的是_____。
(5分)(A) GIS是一个决策支持系统(B) GIS是研究地理系统的科学技术保证(C) 地图学理论与地图分析方法是GIS重要学科基础(D) GIS是数字地球演变的必然趋势参考答案：D5. 地理数据一般具有的三个基本特征是_____。
(5分)(A) 空间特征、属性特征和时间特征(B) 空间特征、地理特征和时间特征(C) 地理特征、属性特征和时间特征(D) 空间特征、属性特征和拓扑特征参考答案：A6. GIS所包含的数据均与_____相联系。
(5分)(A) 地理空间位置(B) 非空间属性(C) 地理事物的质量特征(D) 地理事物的类别参考答案：A7. GIS与机助制图的差异在于_____。
(5分)(A) 是地理信息的载体(B) 具有存储地理信息的功能(C) 具有显示地理信息的功能(D) 具有强大的空间分析功能参考答案：D8. 下列有关数据的叙述正确的是_____。
(5分)(A) 信息是数据的表达，数据是信息的内涵(B) 数据是信息的表达，信息是数据的内涵(C) 数据不随载荷它的物理设备的形式而改变(D) 地图符号不是数据参考答案：B判断题9. 地球信息科学的研究手段，是由RS、GIS和GPS构成的立体对地观测系统。
(4分)正确错误参考答案：正确解题思路：10. 地理信息理论主要研究地理信息熵、地理信息流、地理空间场、地理实体电磁波、地理信息关联等的理论。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ＡＶ 十 Ｂ 淑 一Ｉ ＝ ０ ｘ
（） ２
式 中 ， 是作为未 知参数 的转换 参数 ［ ０ ０ ］ ａ ｂ ｂａ 的改 正 数 ， 由条 件 方 程 组 成 法 方 程 可 解 得 ：
Ｋ ＝ （ ＡＴ 一 （ 一Ｂ淑 ） ＡＱ ）
：
小， 通常是将经过 坐标转 换 后获 得 的坐标作 为 独 立 的观 测 值 ， 观 测 值 与 已 知 地 面 坐标 之 差 值 当 将 作随机误差进行 分析 。文献 ［ ］ 用于求 定转换 １将 参 数 的 已 知 点 的 地 面 坐 标 和 数 字 化 坐标 都 当作 观
维普资讯
第 ２ ７卷 第 ５期 ２０ ０ ２年 １ ０月
武 汉 大 学 学 报 ・信 息 科 学 版
Ｇｅ ｍａ ｉ ｎ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｓ ｉｎ ｅ ｏ ｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｔｃ ａ ｄ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｃｅ ｃ ｆＷ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｓ ｏ ｙ
ｂ０＝ ０
，
地 图数字化 的坐标转换 以及数字化数据 的精度 与 相关 性 进 行 了分 析 。本 文 在 此 基 础 上 ， 别 对 ４ 分
个 已知 点 、 ９个 已知 点 相 似 变 换 与 仿 射 变 换 后 的
数字 化坐标 的精度与相关性进行 了讨论 。
则得 ：
Ａ ： ［ Ａ￡ Ａｘ ］＝ ［ Ｉ 一Ｉ ］
（ 同济 大学测 量 与国土信 息工程 系 ， 海 市四平 路 １ ３ ２ 上 ２ ９号 ，０ ０ ２ ２０ ９ ）
摘
要 ： 用 于求定 地 图数 字化 坐标 转换参 数 的 已知 点 的地 面 坐 标和 数 字 化 坐标 都 当作 观 测值 ， 附有 参数 将 用
的条件 平 差求 定转换 参 数 ， 采 用 ４个 已知点 、 对 ９个 已知 点 分别进 行 相似 与仿 射 变换 进行 了分 析 ， 计算 了格 网
有：
（） ４
２Ｙ ； ｛则 １ 地 图数 字 化 坐 标 相 似 变 换 结 果 的 又设 ３ 、ｋ的方差 为 ２ 、 的方差为 ，
．
相 关性
．
ｄ Ｚ
。
＝
ｄ ｘｋ— ｄ Ｊ
地图数字化 坐标转换为地 面坐标通 常采用相 似 变 换 。 设 ｋ点 在 地 面 坐 标 系 中 的 坐 标 为 （ ， ） 相 应 的 数 字 化 坐 标 为 （ ， ） 采 用 相 似 变 ， ，
程… ：
数 字 化 方 式 主 要 有 手 工 数 字 化 和 扫 描 数 字 化 两 种。由于存在仪器 误差 、 纸 变形 误差 及数字 化 图 作 业 误 差 等 ， 得 数 字 化 数 据 通 常 都 包 括 系 统 误 使 差 和 随 机 误 差 。 系 统 误 差 可 通 过 坐 标 变 换 来 减
点之 间的相 关 系数 ， 一 步分 析 了格 网点 间相 关 系数 的 分布规 律 ， 进 对转 换后 的 坐标 相 关性 进行 了讨论 。
关 键 词 ： 关性 ； 标 变换 ； 字 化 数 据 ； 差 相 坐 数 平
中图法 分类 号 ： ２ ７ Ｐ ０ Ｐ０ ；２８
地 图数 字 化 是 ＧＩ Ｓ的 一 种 重 要 的 数 据 来 源 ，
Ｙ ｋ＝ ｂ ｏ＋ ６ ＋ ａ ｊ
。。
将所有 已知地 面点 坐标 （ Ｙ ） 数字化 坐 ｚ ，ｋ 和 标 （ ， ） 当作 观 测 值 ， 附有 参 数 的条 件 平 差 都 按
法进 行 坐 标 转 换 则 可 以 得 到 附 有 参 数 的 条 件 方
收 稿 日期 ：０ ２ ｏ 一 ８ ２ｏ 一４Ｏ 。
换 ， 有转 换 关 系 ： 则
ａｏ＋ 以 一 ６ 取
ｄ＝ ｄｆ ｚ 一 Ｊ
ｄｚ ： ｄ ｋ— ｄ ｙ
一 ）
（） ６
］
因 此 和 的方 差 为 ：
７ ２＋ ；＝ ｚ＋ ；
还可得 ：
（） １
Ａ ＡＴ＝ （ ＋ ） Ｑ 叽 Ｉ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ５ １２ ． Ｏｃ ． ０ ２ ｔ２ ０
文章 编 号 ：０ ００ ０ ２ ０ ）５０ ５ ．６ １ ０ —５ Ｘ（０ ２ ０ —４ ６０
文献 标识 码 ： Ａ
地 图数 字 化 数 据 坐 标 变 换 的相 关 性 分 析
余 晓 红 刘 大 杰 ２
（ 中 国科学 院测量 与地球 物理 研究所 ， 汉市 徐东路 １４号 ， ３ ０ ７ １ 武 ７ ４０ ７ ）
４７ ５ 由此得 ３Fra bibliotek． 越 ＝ （ ） Ｔ ０ ＢＴ 一Ｂ
而 转 换 参 数 ［ ０ｂ 的方 差 应 为 ： ａ ０ａｂ］
（） ８
设 有如 图 １ 所示 的一幅 图 ，５ 格 网点 的编 ２个 号 分 别 为 ｌ 、 ２ … 、 ５ 各 点 编 号 及 部 分 点 坐 标 １ １、 ５ ， 见 图 ｌ选择 ４个 图廓 点 ｌ 、 ５ ５ 、 ５进 行相 似 ， １１ 、１５ 变 换 ， 可 以得 到 式 （６ 与 式 （ ７ ： 则 １） １ ）
测 值 ， 附 有 参 数 的条 件 平 差 法求 定 转 换 参 数 ， 用 对
［ （ ＢＴ ＡＱＡＴ 一Ｂ］ （ ＡＴ 一 ） 一ＢＴ ＡＱ ）
（） ３
式 中 ， 是 相 应 于 条 件 方 程 的 联 系 数 向量 ； 是 Ｋ Ｑ
由（２，ｋ ， ） 成 的观 测 值 的 协 因数 阵 ， 它 ３ Ｙ， 构 设 们 是 相 互 独 立 的 观 测 值 ， 设 ３ 、 ｋ的 协 因 数 均 且 ． Ｙ ２ 为 ｑ ； 、 的 协 因 数 均 为 ｑ 。 当 旋 转 参 数 为 微 啦 小 量 时 ， 般 可 取 ａ的 近 似值 ａ ＝１ ｂ的 近 似 值 一 ０ ，
（Ａ ＡＴ Ｑ） ＢＡ Ｔ ｚ ＴＱ ｘ （Ａ ＝
｝（ ７ ） Ｔｊ ｋ
项 目来源 ： 国家 自然科 学基金 资助 项 目（ ０ ７ Ｏ ８ 。 ４ １ １ ７ ）
维普资讯
第 ５期
余 晓红 等 ： 图数字 化数 据坐 标 变换 的相 关 性分 析 地