坐标转换的相关问题(椭球体、投影、坐标系统、转换、BEIJING54、XIAN80等)
北京54坐标转换为地理坐标的简易方法
北京54坐标转换为地理坐标的简易方法1. 椭球体、基准面及地图投影GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础,正确定义GIS系统的坐标系非常重要。
GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定,而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定,因此欲正确定义GIS系统坐标系,首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照,北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心,目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
上述3个椭球体参数如下:椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的基准面显然是不同的。
地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换,如果有人说:该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933,实际上指的是北京54基准面下的投影坐标,也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。
2. GIS中基准面的定义与转换虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用,但均没有我们国家的基准面定义。
坐标转换的基本问题
坐标转换问题坐标转换问题的详细了解对于测量很重要,那么请和我一起来讨论这个问题。
首先,我们要弄清楚几种坐标表示方法。
大致有三种坐标表示方法:经纬度和高程,空间直角坐标,平面坐标和高程。
我们通常说的WGS-84坐标是经纬度和高程这一种,北京54坐标是平面坐标和高程着一种。
现在,再搞清楚转换的严密性问题,在同一个椭球里的转换都是严密的,而在不同的椭球之间的转换这时不严密的。
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。
那么,两个椭球间的坐标转换应该是怎样的呢?一般而言比较严密的是用七参数法,即X平移,Y平移,Z平移,X旋转,Y旋转,Z旋转,尺度变化K。
要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点,如果区域范围不大,最远点间的距离不大于30Km(经验值),这可以用三参数,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。
在本软件中提供了计算三参数、七参数的功能。
在一个椭球的不同坐标系中转换需要用到四参数转换,举个例子,在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就用到四参数,计算四参数需要两个已知点。
本软件提供计算四参数的功能。
现在举个例子说明:在珠江有一个测区,需要完成WGS-84坐标到珠江坐标系(54椭球)的坐标转换,整个转换过程是这样的:本软件使用说明:本软件采用文件化管理,用户可以将一种转换作为一个文件保存下来,下次使用时从文件菜单中选择打开这个文件来调用所有已有的转换参数。
实例一:转换要求:用户在一个佛山测区内使用RTK GPS接收机接受了一些点的WGS-84的坐标,现在希望将其转换为北京54和佛山坐标系下的坐标。
用户有佛山测区的一些控制点,这些控制点有WGS-84坐标,也有北京-54坐标也有佛山坐标。
分析:WGS-84坐标和北京54坐标是不同两个椭球的坐标转换,所以要求得三参数或七参数,而北京54和佛山坐标都是同一个椭球,所以他们之间的转换是地方坐标转换,需要求得地方转化四参数,因为要求得到的北京54是平面坐标所以需要设置投影参数。
“北京54坐标系”转“西安80坐标系”的转换方法和步骤
“北京54坐标系”转“西安80坐标系”的转换方法和步骤“北京54坐标系”和“西安80坐标系”是中国两个常用的大地坐标系,它们分别以北京和西安为基准点建立起来的。
如果需要将一个点的坐标从“北京54坐标系”转换到“西安80坐标系”,可以按照以下步骤进行转换:步骤一:了解北京54坐标系和西安80坐标系的基本参数要进行坐标转换,首先需要了解两个坐标系的基本参数,包括椭球体参数和坐标变换参数。
北京54坐标系和西安80坐标系之间的坐标变换参数是一个七参数的转换模型,包括三个平移参数(ΔX,ΔY,ΔZ),三个旋转参数(Rx,Ry,Rz),以及一个尺度参数M。
步骤二:进行椭球面上的坐标转换将北京54坐标系的椭球面上的坐标转换为西安80坐标系的椭球面上的坐标。
这里主要涉及到椭球面上的经纬度转换。
1.将北京54坐标系的经度L转换为弧度单位λ:λ=(L-λ0)×π/180,其中,L为北京54坐标系下的经度,λ0为北京54坐标系的中央子午线经度。
2.使用以下公式将λ转换为西安80坐标系下的经度L1:L1 = λ - ΔL + ΔL×sin(2λ) + ΔB×sin(4λ) +ΔB2×sin(6λ) + ΔB3×sin(8λ) + ΔB4×sin(10λ)其中,ΔL为经度的差异,ΔB为纬度的差异。
3.使用以下公式将北京54坐标系下的纬度B转换为西安80坐标系下的纬度B1:B1 = B - ΔL×cos(2B) - ΔL2×cos(4B) - ΔL3×cos(6B) -ΔL4×cos(8B)其中,ΔL为经度的差异。
步骤三:进行三维平面上的坐标转换将椭球面上的坐标转换为地球上的实际坐标。
这里主要涉及到三维平面上的坐标转换。
1.假设在北京54坐标系下,特定点的XYZ坐标为(X,Y,Z)。
2.使用以下公式将北京54坐标系下的XYZ坐标转换为西安80坐标系下的XYZ坐标(X1,Y1,Z1):X1=X+MZ+RzY-RyZ+ΔXY1=Y-RzX+MY+RxZ+ΔYZ1=Z+RyX-RxY+MZ+ΔZ其中,ΔX、ΔY、ΔZ为平移参数,Rx、Ry、Rz为旋转参数,M为尺度参数。
关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题
关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题关于在同一坐标系内大地坐标和平面坐标的转换问题工程施工过程中,常常会遇到不同坐标系统间,坐标转换的问题。
目前国内常见的转换有以下几种:1,大地坐标(BLH)对平面直角坐标(XYZ);2,北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换;3,任意两空间坐标系的转换。
其中第2类可归入第三类中。
所谓坐标转换的过程就是转换参数的求解过程。
常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。
以下对上述三种情况作详细描述如下:1,大地坐标(BLH)对平面直角坐标(XYZ)常规的转换应先确定转换参数,即椭球参数、分带标准(3度,6度)和中央子午线的经度。
椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准,对应有不同的长短轴及扁率。
一般的工程中3度带应用较为广泛。
对于中央子午线的确定有两种方法,一是取平面直角坐标系中Y坐标的前两位*3,即可得到对应的中央子午线的经度。
如x=3250212m,y=395121123m,则中央子午线的经度=39*3=117度。
另一种方法是根据大地坐标经度,如果经度是在155.5~185.5度之间,那么对应的中央子午线的经度=(155.5+185.5)/2=117度,其他情况可以据此3度类推。
另外一些工程采用自身特殊的分带标准,则对应的参数确定不在上述之列。
确定参数之后,可以用软件进行转换,以下提供坐标转换的程序下载。
2,北京54全国80及WGS84坐标系的相互转换这三个坐标系统是当前国内较为常用的,它们均采用不同的椭球基准。
其中北京54坐标系,属三心坐标系,大地原点在苏联的普而科沃,长轴6378245m,短轴6356863,扁率1/298.3;西安80坐标系,属三心坐标系,大地原点在陕西省径阳县永乐镇,长轴6378140m,短轴6356755,扁率1/298.25722101;WGS84坐标系,长轴6378137.000m,短轴6356752.314,扁率1/298.257223563。
如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题
如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题测绘技术是一项重要的技术学科,广泛应用于地理信息系统、工程建设和资源管理等领域。
在进行测绘工作过程中,经常会遇到坐标转换和投影问题。
本文将探讨如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题。
一、了解坐标转换的基本原理在测绘工作中,由于地球是一个椭球体,因此常用的坐标系统是基于地理坐标系的。
而在实际的工程应用中,我们往往需要将地理坐标系转换为平面坐标系,以方便计算和绘图。
坐标转换的基本原理是通过一定的变换公式将地理坐标系的经纬度值转化为平面坐标系中的x和y坐标值。
二、选择合适的坐标转换方法在实际的测绘工作中,根据工程的需要和数据来源的不同,选择合适的坐标转换方法非常重要。
常见的坐标转换方法包括无坐标转换、参数转换和模型转换等。
其中无坐标转换是指直接使用已知坐标点的经纬度值作为基准点进行统一坐标计算;参数转换是指通过已知的参数进行坐标转换,如七参数、十参数等;模型转换则是通过已知的数学模型进行坐标转换,如莫尔威斯转换、高斯投影等。
三、解决坐标转换时的误差问题在进行坐标转换时,由于计算精度和数据采集误差等原因,常常会出现一定的误差。
为了解决坐标转换时的误差问题,我们可以采取以下措施:1. 选择合适的基准点和控制点,使得转换后的坐标与实际测量值尽可能接近。
2. 进行误差分析,了解误差来源和大小,从而采取相应的校正措施。
3. 根据误差的分布特点,采用适当的插值和平滑方法,提高转换结果的精度。
四、了解常见的投影方法投影是指将地球上的经纬度坐标投影到平面坐标系中。
常见的投影方法包括等经纬度投影、等角度投影和等距离投影等。
在选择投影方法时,需要根据工程的具体需求和所在地区的地理特征来确定合适的投影方法。
五、解决投影问题时的注意事项在解决投影问题时,需要注意以下几点:1. 选择合适的投影方式,使得投影结果符合工程要求。
不同的投影方式会导致投影结果的形状和精度不同,因此需要根据具体的需求来选择合适的投影方式。
如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题
如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色,它为我们提供了精确的地理信息和空间数据。
然而,在进行测绘过程中,常常会遇到坐标转换与投影问题。
本文将探讨如何解决测绘技术中常见的坐标转换与投影问题。
首先,让我们了解一下坐标转换的概念。
坐标转换是指将不同坐标系下的地理坐标相互转换的过程。
在测绘过程中,可能会遇到需要将地理坐标从一种坐标系转换为另一种坐标系的情况,这就需要进行坐标转换。
解决坐标转换问题的关键在于选择合适的转换方法。
常见的坐标转换方法包括数学变换法、参数变换法和海尔逊法。
数学变换法通过使用线性方程组来进行坐标转换,适用于小范围内的转换。
参数变换法通过使用转换模型和参数进行坐标转换,适用于大范围内的转换。
海尔逊法是一种拟合法,通过找到两种坐标系之间的转换函数来进行坐标转换,适用于非线性变换。
在进行坐标转换时,还需要考虑到投影问题。
投影是将三维地理空间转换为二维平面地图的过程。
地球是一个球体,而地图是平面,所以在进行投影时会有一定的变形和失真。
为了解决这个问题,人们发展出了多种投影方法,包括等距投影、等角投影和等积投影等。
在选择投影方法时,需要根据具体的测绘任务和实际需求进行选择。
例如,如果需要测绘一个大范围的区域,可以选择等面积投影方法,以保持面积的一致性。
如果需要测绘一个小范围的区域,可以选择等角投影方法,以保持角度的一致性。
解决投影问题的关键在于选取适合的投影方法和合适的参数。
需要根据地理数据的特点、测绘任务的要求以及测绘设备的性能等因素进行综合考虑。
例如,在进行地图测绘时,可以根据地区的经纬度范围和地形地貌特点来选择合适的投影方法和参数。
此外,还可以利用现代技术和软件来解决测绘技术中的坐标转换和投影问题。
例如,利用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),可以快速、准确地获取地理坐标数据,并进行坐标转换和投影。
同时,也可以利用专业的测绘软件和工具来进行坐标转换和投影,提高工作效率和准确性。
坐标转换与地图投影中的问题与解决方案
坐标转换与地图投影中的问题与解决方案地图投影与坐标转换是地理信息系统(GIS)中非常重要的概念,它们被广泛应用于各种应用领域,如导航系统、地图制作以及地质勘探等。
然而,由于地球的形状是不规则的,所以在将地球表面的点投影到二维平面上时会出现一些问题。
在本文中,我们将探讨坐标转换与地图投影中常见的问题,并提出一些解决方案。
首先,让我们来看一下坐标转换中的问题。
坐标转换是指将一个坐标系统的点转换到另一个坐标系统的过程。
由于不同坐标系统使用不同的参考点和度量单位,因此在进行坐标转换时需要考虑这些差异。
一种常见的问题是椭球体之间的转换。
地球被建模为一个椭球体,而不同的参考系统使用不同的椭球体模型。
因此,在进行坐标转换时,需要将这些椭球体之间的差异纳入考虑,以确保准确的转换结果。
为了解决椭球体转换问题,人们开发了一种叫做大地坐标系统的方法。
大地坐标系统通过定义一个参考椭球体以及与参考椭球体相关的参数,来进行坐标转换。
其中,最常见的大地坐标系统是经纬度坐标系统,即将地球表面上的点用经度和纬度表示。
由于大地坐标系统与椭球体的关联,它可以更准确地进行坐标转换。
接下来,让我们来探讨地图投影中的问题。
地图投影是指将地球表面上的点投影到二维平面上的过程。
在进行地图投影时,需要考虑到地球的形状、面积和角度的扭曲。
由于地球是一个三维物体,所以将其投影到二维平面上时,会引起形状的扭曲。
这种扭曲会导致地图上的距离、面积和角度与实际情况不符。
为了解决地图投影中的问题,人们发展了多种不同的投影方法。
其中,等距圆柱投影、等面积投影和等角投影被广泛使用。
等距圆柱投影在经度和纬度上都有等间隔的划分,它可以保证地图上的方向是准确的,但会导致面积和角度的扭曲。
等面积投影可以保证地图上的面积比例与实际一致,但会导致其他方面的变形。
而等角投影可以保证地图上的角度比例与实际一致,但会导致面积和形状的扭曲。
因此,在进行地图投影时,需要根据具体的应用需求选择合适的投影方法。
北京54坐标与WGS84坐标转换说明
坐标转换程序说明COOD坐标转换4.2版,无需安装,直接运行即可使用,可以实现、空间直角坐标、大地坐标、平面坐标的七参数或四参数转换。
下面以北京1954坐标系(中央子午线经度123°)平面坐标转换为施工工程坐标系(GWS84椭球,中央子午线经度121-44-05,投影大地高40m)坐标为例,说明四参数平面坐标转换的具体步骤。
1、运行COOD坐标转换程序,程序界面如下图所示:2、计算转换参数单击“坐标转换”下拉菜单,单击“计算四参数”或者在键盘上直接输入字母“C”,进入参数计算,如图2所示:输入坐标转换重合点的源坐标和目标坐标,输入一个点的源坐标和目标坐标后,单击“增加”,然后依次输入下一个重合点的源坐标和目标坐标,一般四参数转换应输入至少3个重合点的坐标,以便对检核参数计算的正确性,也可提高转换精度,最后单击“计算”。
则显示计算结果如下图:随后弹出地方坐标转换参数,如下图:单击“确定”,此时四参数计算完成,软件自动将计算的参数作为当前值,并将参数计算结果保存在名为FourResult的文本文件中,查看COOD坐标转换程序的当前目录,找到FourResult文本文件查看转换误差,该例计算结果如下图:若转换后中误差过大,说明输入的重合点有误,或者重合点误差较大,应重新选择合适的重合点计算转换参数。
确认转换参数无误后,然后单击文件菜单,保存转换项目,例如保存为“54北京坐标系与84施工坐标系转换”。
2、坐标转换首先设置坐标类型和转换参数的类型,源坐标坐标类型为平面坐标,椭球基准为北京-54坐标系,目标坐标类型为平面坐标,椭球基准为WGS-84坐标系,坐标转换参数勾选“四参数转换”如下图所示:(1)单点坐标转换设置好坐标类型和转换参数的类型后,直接在对话框中输入一个控制点的源坐标,单击右侧的“转换坐标”按纽,则在右侧“输出目标坐标”框内显示转换后的坐标值,如下图所示:(2)文件转换对于少量的坐标可以通过单点转换来实现,但是对于批量坐标的转换就应采用文件转换实现比较方便。
测绘技术中坐标转换的常见问题
测绘技术中坐标转换的常见问题在测绘领域中,坐标转换是一个非常重要的环节。
坐标转换的目的是将不同坐标系统下的地理位置相互转换,以实现数据的无缝对接和共享。
然而,由于不同坐标系统的定义和测量方法不同,坐标转换中常常会遇到一些问题。
本文将介绍测绘技术中常见的坐标转换问题,以及解决这些问题的方法。
首先,一个常见的问题是坐标系统不匹配。
不同地区和测绘机构使用的坐标系统可能存在差异。
例如,某个地区使用的是经纬度坐标系统,而另一个地区使用的是投影坐标系统。
这种情况下,需要进行坐标转换,将一种坐标系统转换为另一种坐标系统。
这通常需要利用地理坐标参照系参数来进行计算。
对于这种问题,可以通过调整坐标系参数或者使用数学模型来完成坐标转换。
其次,坐标转换时可能会出现精度损失的问题。
由于不同坐标系统的精度范围不同,进行坐标转换会导致精度损失。
尤其是在进行多次坐标转换的情况下,精度损失会累积。
为了解决这个问题,可以采用精度较高的坐标系统或者使用更精确的计算方法进行坐标转换。
此外,还可以通过选择合适的投影方式和区域来最大程度减小精度损失。
另外一个常见的问题是坐标转换时存在的误差积累。
由于测量仪器的误差、地球形状的不规则性等因素的影响,进行坐标转换时不可避免地会引入一定的误差。
这种误差会随着坐标转换次数的增加而积累。
为了解决这个问题,可以采用差分坐标转换方法,即利用已知控制点的坐标信息,通过差值计算来消除坐标转换误差。
此外,还可以利用平差理论和数学模型来对误差进行修正,提高坐标转换的精度。
此外,坐标转换还会面临一些特殊情况下的问题。
例如,当进行大尺度的坐标转换时,由于地球表面存在高程变化、地壳运动等因素,需要考虑地球形状和形变的影响。
此时,需要引入大地测量学的知识,利用大地水准面和椭球面参数来进行坐标转换。
此外,当进行跨国或跨地区的坐标转换时,还需要考虑不同地区的大地基准面和椭球参数差异,进行合适的参数转换。
综上所述,测绘技术中的坐标转换是一个复杂而关键的环节。
坐标转换的相关问题
坐标转换的相关问题(椭球体、投影、坐标系统、转换、BEIJING54、XIAN80等)地理坐标系与投影坐标系的区别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: 6378245.000000000000000000 Semiminor 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。
关于坐标系的一些理解(大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84)
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟关于坐标系的一些理解(大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84)关于地心坐标系和参心坐标系大地坐标系是一种固定在地球上,随地球一起转动的非惯性坐标系。
大地坐标系根据其原点的位置不同,分为地心坐标系和参心坐标系。
地心坐标系的原点与地球质心重合,参心坐标系的原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合,通常与地球质心不重合。
我国先后建立的1954 年北京坐标系、1980 西安坐标系和新1954 年北京坐标系,都是参心坐标系。
这些坐标系为我国经济社会发展和国防建设作出了重要贡献。
但是,随着现代科技的发展,特别是全球卫星定位技术的发展和应用,世界上许多发达国家和中等发达国家都已在多年前就开始使用地心坐标系。
关于坐标系理解先从简单说起,假设地球是正圆的,地球表面上的一点可以用经纬度来表示,这时的经纬度是唯一的。
那什么情况下是不唯一的呢,就是地球不是正圆的时候。
实际也是如此,地球本来就不是圆的,而是一个椭圆。
关于这个椭圆并不是唯一的,比如克拉索夫斯基椭球,1975 国际椭球等等。
椭球的不同主要由两个参数来体现,一个是长半轴、一个是扁率。
之所以会有不同的椭球体出现,是因为地球太大了,地球不是一个正椭球体,一个椭球体不可能都满足地球每个角落的精度要求,在一些边缘地带误差会很大,在赤道附近有适合赤道使用的椭球体,在极圈附近有适合极圈的椭球地,一切都是为了符合当地的精度需要。
如果你有足够的需求也可以自定义一个椭球体。
基于以上原因,这时经纬度就不是唯一的了,这个应该很好理解,当你使用克拉索夫斯基椭球体时是一对经纬度,当使用另外一个椭球体时又是另外一对经纬度。
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。
关于坐标转换,坐标系(大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84)的一些理解
关于坐标转换,坐标系(大地坐标、平面坐标、投影、北京54、西安80、WGS84)的一些理解各种坐标系让人头晕,坐标转换让人头疼今天我们来详细讲解下关于坐标转换及坐标系的理解,全是经验之谈希望对你有所帮助,让你对坐标问题不再头疼。
坐标转换每个项目收集到的资料并不一定都是一致的,如坐标类型不同:大地经纬度坐标,平面坐标等,也有可能采用的椭球体不同(坐标系不同)或投影方式不同等等。
所以坐标系的相互转换在项目中使用非常普遍,如大地坐标转平面坐标,平面坐标转空间直角坐标,平面坐标转大地坐标等等…目前很多软件都可以对大部份坐标系进行转换,在使用这些软件进行坐标转换时,主要是要设置好坐标转换的相关参数。
下面我们就以Coord MG坐标转换软件为例,详细讲解一下坐标转换的过程。
无转换参数的坐标转换坐标常用转换参数包括:三参数、四参数和七参数,很多时候在未进行野外工作时无法得到以上几种参数。
现在我们谈到的无转换参数,并不是说它不需要转换参数,实际上在确定源坐标系和目标坐标系采用的参考椭球体参数时,已经确定了其转换关系,这里我们认为它是一种'隐性转换参数'。
因为这种隐性转换参数是把地球作为一个规则的椭球体推算得来的,它的长短半轴在同一个坐标系中取值是固定的,而实际上地球的表面是很不规则的,因此把一个坐标系中的坐标值在无转换参数的前提下转换成另一个坐标系中的坐标值,肯定会存在误差,误差的大小根据所处的位置,地形起伏,投影方式的变化而变化。
下面我们举例讲解一下无转换参数的坐标转换:假定在津巴有某一点在使用WGS84参考椭球时的经纬度坐标是29°48′E,20°31′S,现在需将此点坐标转换为ARC50坐标系下的平面直角坐标,其中投影方式为UTM投影。
转换前我们需要分析一下经纬度数据:1、'E'表示东经、'W'表示西经、'N'表示北纬、'S'表示南纬。
如何解决测绘技术中的地理坐标系转换和投影问题
如何解决测绘技术中的地理坐标系转换和投影问题测绘技术是一门应用广泛的学科,涉及地理坐标系转换和投影问题。
随着现代测绘技术的发展,这些问题的解决显得尤为重要。
在本文中,将探讨如何解决测绘技术中的地理坐标系转换和投影问题,以提高测绘精度和效果。
1. 真实坐标与地理坐标系转换在测绘技术中,真实坐标是指地球表面上的点的坐标,而地理坐标系是用于表示和处理地球表面上的点的坐标系统。
由于地球是一个椭球体,这导致了真实坐标与地理坐标系之间存在差异。
为了解决这个问题,需要进行坐标转换。
传统的坐标转换方法是通过数学模型进行计算,但由于地球的形状复杂,这种方法往往存在误差。
因此,现代测绘技术采用了基于大地水准面模型的地理坐标系转换方法。
通过建立地球椭球体模型和大地水准面模型之间的关系,可以准确地将真实坐标转换成地理坐标系下的坐标。
2. 地理坐标系与平面坐标系转换地理坐标系的使用范围广泛,但在实际应用中,往往需要将地理坐标系转换为平面坐标系,以便于测绘和工程设计等方面的应用。
在地理坐标系与平面坐标系之间进行转换时,需要考虑地球表面的形状、地理坐标系的基准面以及投影方法等因素。
传统的转换方法是通过投影计算进行转换,常用的投影方法包括墨卡托投影、高斯投影和兰勃托投影等。
这些方法能够将地理坐标系中的经纬度转换为平面坐标系中的X、Y坐标。
但这些方法在转换过程中会引入一定的误差,因此需要进行精确计算和校正。
3. 解决测绘技术中的转换问题的现代方法随着科技的发展,现代测绘技术中出现了一些新的方法和技术,用于解决地理坐标系转换和投影问题。
其中包括全球导航卫星系统(GNSS)和激光雷达等。
GNSS是一种利用卫星定位技术进行测量的方法,它可以提供高精度的地理坐标,从而解决了传统测量方法中真实坐标与地理坐标系之间的转换问题。
激光雷达则可以通过测量的三维点云数据进行地理坐标系与平面坐标系之间的转换,从而实现高效、精确的测绘。
此外,人工智能技术也为解决转换问题提供了新的思路。
测绘技术中的坐标系统转换常见问题解析
测绘技术中的坐标系统转换常见问题解析随着现代测绘技术的迅猛发展,坐标系统转换在测绘工作中扮演着至关重要的角色。
坐标系统是表征地球表面位置的一种数学模型,而坐标系统转换就是将不同坐标系统之间的坐标相互转换。
然而,在实际应用中,坐标系统转换常常伴随着一些问题和难题。
本文将围绕着这些常见问题,进行一一解析。
问题一:为什么需要进行坐标系统转换?在不同的测量任务中,我们往往会遇到不同的坐标系统,例如国家大地坐标系、世界大地坐标系、UTM坐标系等。
不同的应用领域需要不同的坐标系统。
而在实际测绘工作中,常常需要将数据转换到特定的坐标系统以满足需求。
例如,地质地理学中的地质图制作一般需要将野外测量获得的坐标数据转换为国家大地坐标系。
因此,进行坐标系统转换是保证数据准确性和一致性的必要步骤。
问题二:常见的坐标系统转换方法有哪些?在坐标系统转换中,常见的转换方法主要有:参数转换法、坐标旋转法和地心坐标转换法。
参数转换法是通过将两个坐标系统之间的转换关系表示为数学公式,利用一组参数进行计算求解。
坐标旋转法是通过坐标旋转矩阵将一个坐标系中的坐标转换到另一个坐标系中。
地心坐标转换法是通过将地心大地坐标转换为大地水平坐标,再转换到目标坐标系。
不同的转换方法适用于不同的测绘任务和数据来源。
问题三:转换过程中会出现什么问题?在坐标系统转换中,常见的问题包括:精度损失、系统不一致、参数确定困难等。
精度损失是指将高精度的原始数据经过坐标转换后,由于计算近似等原因导致精度降低。
系统不一致是指不同的坐标系统在原点、参考椭球体和轴向上存在差异,导致转换结果产生偏差。
参数确定困难是指在进行参数转换时,参数的确定可能需要依赖于样地观测数据,如地面控制点,而在实际工作中获取这些数据可能存在困难。
问题四:如何处理坐标转换中的问题?为了解决坐标转换中的问题,我们可以采取以下措施。
首先,选择合适的转换方法,根据具体的测绘任务和数据来源来确定转换方法,避免不必要的误差。
坐标转换问题
坐标转换问题坐标转换对测量很重要。
⾸先,弄清楚⼏种坐标表⽰⽅法:经度纬度和⾼度,空间直⾓坐标,平⾯坐标和⾼程。
我们通常所说的WGS84坐标是经纬度⾼程这⼀种,北京54是平⾯坐标和⾼程这⼀种。
其次,转换的严密性问题,在同⼀个椭球中的转换都是严密的,不存在精度损失,都是严格的计算公式。
⽽在不同的椭球之间的转换时不严密的,也就是说在不同椭球体之间进⾏参数转换,不存在任何⼀套转换参数是全国通⽤的,在每个地⽅都会不⼀样,因为他们是两个不同的椭球基准。
那么,不同椭球体之间的坐标转换是怎么样的呢?⼀般⽽⾔,⽐较严密的是7参数法(包括布尔沙模型,⼀步法模型,海尔曼特等),即X平移、Y 平移、Z平移、X旋转、Y旋转、Z旋转、尺度变换K。
求7参数需要⾄少3个已知点,如果区域范围不⼤,最远点间距不⼤于30km(经验值)。
还可以⽤三参数,三参数是7参数的⼀种特例(后四个都是0)。
在同⼀个椭球的不同坐标系中转换可能会⽤到平⾯转换,现阶段⼀般分为4参数和平⾯⽹格拟合两种⽅法。
举个例⼦,在深圳既有北京54坐标,⼜有深圳坐标,在这两种坐标之间转换就⽤到4参数,计算4参数需要2个已知点。
更精确的可以提供⽹格拟合数据,笑脸软件提供计算和应⽤4参数的功能,也提供⽹格拟合功能。
另外,还有⾼程拟合问题,⼤地⽔准⾯模型在国内⽤户中很少⽤到,但是在国际上已经是标准之⼀,笑脸软件提供最常⽤的EGM96模型和Geoid99模型。
最后,笑脸软件还提供ITRF框架转换⽅法,涉及到ITRF2000和ITRF96,、ITRF93之间的转换。
举个例⼦在珠江有个测区,需要完成WGS84坐标到珠江坐标系(54椭球)的坐标转换,整个转换过程是:实例⼀转换要求⽤户在⼀个佛⼭测区内使⽤RTK GPS接收机接受了⼀些点的WGS-84坐标。
现在希望将其转换为北京54和佛⼭坐标下的坐标。
⽤户有佛⼭测区的⼀些控制点,这些控制点有WGS84坐标,也有北京-54坐标,也有佛⼭坐标。
北京54坐标系转换工具
北京54坐标系转换工具
注意:投影转换成54坐标系需要下载无偏移卫星图像进行转换,有偏移的转换将导致转换后的卫星图像扭曲,坐标错误,无法配准。
第一步:选择无偏移地图源,下载你所需要的卫星图像。
第二步:选择BIGEMAP软件右边工具栏,选择【投影转换】,如下图所示:
2.1 选择说明:
1. 源文件:选择下载好的卫星图像文件(下载目录中后缀为tiff的文件)
2. 源坐标系:打开的源文件的投影坐标系(自动读取,不需要手动填写)
3. 输出文件:选择转换后你要保持文件的文件路径和文件名
4. 目标坐标系:选择你要转换成的目标坐标系,如下图:
选择上图的更多,如下图所示:
1:选择 -Beijing 1954 2:选择地区3:选择分度带对应的带号(一般默认,也可以手动修改)
选择对应的分度带或者中央子午线(请参看:如何选择分度带?),点击【确定】
5. 重采样算法:投影转换需要将影像的像素重新排列,一次每种算法的效率不一样,一般选择【立方卷积采样】,以达到最好的效果。
如下图:
6. 指定变换参数:在不知道的情况下,可以不用填此处信息,如果√上,则如下图:
此参数为【三参数】或者【七参数】,均为国家保密参数,需要到当地的测绘部门或者国土部门,以单位名义签保密协议进行购买,此参数各地都不一样,是严格保密的,请不要随便流通。
第三步:点击【确定】,开始转换,如下图:
第四步:完成后,打开你刚才选择的输出文件夹,里面就是转换后的卫星图像。
- 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)。
坐标转换的相关问题(椭球体、投影、坐标系统、转换、BEIJING54、XIAN80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。
Projection: Gauss_KrugerParameters:False_Easting: 500000.000000False_Northing: 0.000000Central_Meridian: 117.000000Scale_Factor: 1.000000Latitude_Of_Origin: 0.000000Linear Unit: Meter (1.000000)Geographic Coordinate System:Name: GCS_Beijing_1954Alias:Abbreviation:Remarks:Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)Datum: D_Beijing_1954Spheroid: Krasovsky_1940Semimajor Axis: 6378245.000000000000000000Semiminor Axis: 6356863.018773047300000000Inverse Flattening: 298.300000000000010000从参数中可以看出,每一个投影坐标系统都必定会有Geographic Coordinate System。
投影坐标系统,实质上便是平面坐标系统,其地图单位通常为米。
那么为什么投影坐标系统中要存在坐标系统的参数呢?这时候,又要说明一下投影的意义:将球面坐标转化为平面坐标的过程便称为投影。
好了,投影的条件就出来了:a、球面坐标b、转化过程(也就是算法)也就是说,要得到投影坐标就必须得有一个“拿来”投影的球面坐标,然后才能使用算法去投影!即每一个投影坐标系统都必须要求有Geographic Coordinate System参数。
3、我们现在看到的很多教材上的对坐标系统的称呼很多,都可以归结为上述两种投影。
其中包括我们常见的“非地球投影坐标系统”。
):大地坐标(Geodetic Coordinate):大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。
地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。
当点在参考椭球面上时,仅用大地经度和大地纬度表示。
大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角,大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角,大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。
方里网:是由平行于投影坐标轴的两组平行线所构成的方格网。
因为是每隔整公里绘出坐标纵线和坐标横线,所以称之为方里网,由于方里线同时又是平行于直角坐标轴的坐标网线,故又称直角坐标网。
直角坐标网的坐标系以中央经线投影后的直线为X轴,以赤道投影后的直线为Y 轴,它们的交点为坐标原点。
这样,坐标系中就出现了四个象限。
纵坐标从赤道算起向北为正、向南为负;横坐标从中央经线算起,向东为正、向西为负。
虽然我们可以认为方里网是直角坐标,大地坐标就是球面坐标。
但是我们在一副地形图上经常见到方里网和经纬度网,我们很习惯的称经纬度网为大地坐标,这个时候的大地坐标不是球面坐标,她与方里网的投影是一样的(一般为高斯),也是平面坐标。
在1:1万——1:20万比例尺的地形图上,经纬线只以图廓线的形式直接表现出来,并在图角处注出相应度数。
为了在用图时加密成网,在内外图廓间还绘有加密经纬网的加密分划短线(图式中称“分度带”),必要时对应短线相连就可以构成加密的经纬线网。
1:2 5万地形图上,除内图廓上绘有经纬网的加密分划外,图内还有加密用的十字线。
我国的1:50万——1:100万地形图,在图面上直接绘出经纬线网,内图廓上也有供加密经纬线网的加密分划短线。
四、GIS中的坐标系定义与转换1. 椭球体、基准面及地图投影GIS中的坐标系定义是GIS系统的基础,正确定义GIS系统的坐标系非常重要。
GIS中的坐标系定义由基准面和地图投影两组参数确定,而基准面的定义则由特定椭球体及其对应的转换参数确定,因此欲正确定义GIS系统坐标系,首先必须弄清地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念及它们之间的关系。
基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近,因此每个国家或地区均有各自的基准面,我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系,1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系,目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照,北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体,它是一地心坐标系,即以地心作为椭球体中心,目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
上述3个椭球体参数如下:54大地参数:参考椭球体:Krasovsky_1940长半轴:6378245短半轴:6356863.0188扁率:298.384大地参数:参考椭球体:WGS 84长半轴:6378137短半轴:6356752.3142扁率:298.25722480大地参数:参考椭球体:IAG 75长半轴:6378140短半轴:6356755.2882扁率:298.257000椭球体与基准面之间的关系是一对多的关系,也就是基准面是在椭球体基础上建立的,但椭球体不能代表基准面,同样的椭球体能定义不同的基准面,如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体,但它们的基准面显然是不同的。
地图投影是将地图从球面转换到平面的数学变换,如果有人说:该点北京54坐标值为X=4231898,Y=21655933,实际上指的是北京54基准面下的投影坐标,也就是北京54基准面下的经纬度坐标在直角平面坐标上的投影结果。
2. GIS中基准面的定义与转换虽然现有GIS平台中都预定义有上百个基准面供用户选用,但均没有我们国家的基准面定义。
假如精度要求不高,可利用前苏联的Pulkovo 1942基准面(Mapinfo 中代号为1001)代替北京54坐标系;假如精度要求较高,如土地利用、海域使用、城市基建等GIS系统,则需要自定义基准面。
GIS系统中的基准面通过当地基准面向WGS1984的转换7参数来定义,转换通过相似变换方法实现,具体算法可参考科学出版社1999年出版的《城市地理信息系统标准化指南》第76至86页。
假设Xg、Yg、Zg表示WGS84地心坐标系的三坐标轴,Xt、Yt、Zt表示当地坐标系的三坐标轴,那么自定义基准面的7参数分别为:三个平移参数ΔX、ΔY、ΔZ表示两坐标原点的平移值;三个旋转参数εx、εy、εz表示当地坐标系旋转至与地心坐标系平行时,分别绕Xt、Yt、Zt 的旋转角;最后是比例校正因子,用于调整椭球大小。
MapX中基准面定义方法如下:Datum.Set(Ellipsoid, ShiftX, ShiftY, ShiftZ, RotateX, RotateY, RotateZ, ScaleAdjust, PrimeMeridian)其中参数: Ellipsoid为基准面采用的椭球体;ShiftX, ShiftY, ShiftZ为平移参数;RotateX, RotateY, RotateZ为旋转参数;ScaleAdjust为比例校正因子,以百万分之一计;PrimeMeridian为本初子午线经度,在我国取0,表示经度从格林威治起算。
3. GIS中地图投影的定义我国的基本比例尺地形图(1:5千,1:1万,1:2.5万,1:5万,1:10万,1:25万,1:50万,1:100万)中,大于等于50万的均采用高斯-克吕格投影(Gauss-Kruger),又叫横轴墨卡托投影(Transverse Mercator);小于50万的地形图采用正轴等角割园锥投影,又叫兰勃特投影(Lambert Conformal Conic);海上小于50万的地形图多用正轴等角园柱投影,又叫墨卡托投影(Mercator),我国的GIS系统中应该采用与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统。