国土二调应用坐标系统转换方法与精度分析

３ 数据 实验与 比较分析
某 市 ｃ级 Ｇ Ｐ Ｓ控制 网 ６ ５个 点组 成 ， 其 中有 ３ ０个
点 为原 国家一 等三 角点 ， 采用 １ ０个 具有 “ 北京 ５ ４坐 标
Ｂ ｒ ｕ ｓ ａ— ｗ ｏ ｌ ｆ 模 型为 ：
△
２ 坐标 系统 转 换 的 方 法
人 们为 了描 述空 间位 置 ， 采用 了多种方 法 ， 从 而也
产 生 了不 同的坐 标 系。在 我 国通 常采 用 的是北 京 ５ ４
△ｙ ０
０ ０ ０ 一 ｚ ｉ
ｉ 、 △ ｚｏ
基金项 目： 辽 宁 百 千 万 人 才 工程 资助 项 目 （ ２ ０ １ ０ ９ ２ １ ０ ９ ９）
城
市
勘
测
式中： ， ， Ｚ ｉ 分 别 表示 点 在空 间直 角 坐标 系 中 平 移 参 数 ；
２ ． ２ 九参数 法
关键词 ： 七参数 ； 九参数 ； 坐标 系； 坐标转换 ； 精度 分析
１ 引 言
第 二次 全 国土 地 调 查 （ 以下 简 称 二 调 ） 作 为 一 项
重 大 的国情 国力 调 查 ， 目的是 全 面查 清 目前 全 国土 地
坐标 系 、 西安 ８ ０坐标系 或地方 局部 坐标 系等 参心 坐 标 系 。表 １给 出了北 京 ５ ４ 、 西安 ８ ０坐 标 系 的椭 球 参 数 ，
２ ０ １ ３年 ２月
城
市
勘
测
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
Ｎｏ ．１
第 １期 文章编号 ： １ ６ ７ ２—８ ２ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —１ ２ ３— ０ ４
Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｅ ａ ｌ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ
考 虑到实 际情 况 中， 坐标 系 的三 个坐 标 轴 的缩 放 因子不 可能完 全 一致 ， 因此 考 虑采 用 九 参数 法 解 决 空 间直角 坐标基 准 的转 换 问题 ， 其模 型为 ：
∞ ， ∞ ， ∞ 表示 坐标转 换 的旋 转参 数 ； ｍ 表示坐 标转换 的尺度 比参 数 。
下 简称 北京 ５ ４ ） 坐 标 系 与西 安 ８ ０坐标 系下 的平 面坐 标 的转 化 ， 分 别利 用七 参数 法和九 参数 法实 现 ， 将其 所
图 １ 空间 直 角 坐 标 系
得结果进行精度评定和比较分析 。
通过平移旋转和缩放可以实现坐标系基准之间的转
换 。该法假设坐标基准转换过程 中 ３ 个 坐标轴 的缩放 因 子相同 ， 然后引入 ３个平 移参数 、 ３个旋 转参数 和 １ 个 尺 度 比参数共 ７个参数实现空间直角坐标基准 的转换。
墨
、 ● ，
●
●
， ，。． ．． ．．． 。．． ．．．． ，。． ．．．
＝
、
●
●
●
●
， ， ．。．。 ．．．． 。．． ．．． ．．。 ．．
＋
（ ２ ）
＼
ｌ Ｏ ０
０ １ ０
０ ０ １
ｏ
Ｚ 一 。 ） ， 比参数 。 式 中： ｍ ， ｍ ， ｍ 表示 坐标转 换０ 的尺度
可 见两 个椭球 形状 是不 同的 。
北京 ５ ４ 、 西安 ８ ０坐标系的椭球参数 表１
利 用现 状 ， 掌 握真 实 的土地 基础数 据 ， 实现 土地 资 源信 息 的社 会 化 服 务 。 随着 时 间 的 推 移 和 土 地 利 用 的变 化， 我 国在 土地详 查 图件更 新 中采 用 了大 量 １ ９ ８ ０西安 （ 以下简 称西 安 ８ ０ ） 坐 标 系下 的地 形 图。 为 了实 现 国 土二调 数据 成果 的共 享 和全 国性 无 缝 拼接 、 做 到不 重 不漏 ， 国土部 要求 各地 已有 的成果 库统 一在 西 安 ８ ０坐 标系框 架 之下 ， 因此 ， 面临 着大量 的坐 标转 换 问题 。 目前解 决这 一 问题 最 常用 的方 法 是七参 数 法但 是 这 种方 法存 在精度 低且 不 均等 的问题 。随 着测 量 技术 的不断 发展 ， 测量 界 正 在 不 断 地探 索 寻 求 利 用 九参 数
中 图分 类 号 ： Ｐ ２ ２ ６ ． ３
文献标识码 ： Ｂ
国土 二调 应 用坐 标 系统 转 换 方法 与精 度 分析
王丽男 ， 杨 帆
（ 辽 宁工程技术大学 测绘 与地理科学学 院 ， 辽宁 阜新
摘
一
１ ２ ３ ０ ０ ０ ）
要： 为 了 实现 国土 二 调 数 据 成 果 的 共 享 与 全 国性 无 缝 拼接 、 做到 不重不 漏， 国土 资 源 部要 求 各 地 的 二 调 成 果 库 统
在 １ ９ ８ ０西安 坐标 系框 架之 下。因此 ， 不同坐标 系统坐标转换 的问题 也越 来越 突 出。 目前 解决空间直角坐标 的基 准
转换 问题主要采 用七参数 法， 但是 这种 方法存在 精度低 且不均等的 问题 。本文通过对 东北某地原 始数 据的处理及 分 析 比较 ， 探 讨利用九参数法提 高坐标转换精度的可能性。
法来 解 决这 一 问题 。本 文 主要针对 将 １ ９ ５ ４年北京 （ 以
２ ． １ 七参数 法
如图 １ 所示 ， 以椭球体 中心 ０为原 点 ， 起始子午 面与 赤道 面交线为 轴 ， 在赤 道面上 与 轴正 交 的方 向为 ｙ 轴， 椭球体 的旋转轴为 ｚ轴 ， 构成右手 坐标系 ０一 Ｘ Ｙ Ｚ 。
１ ０ Ｚ ｉ
０ ｌ — ｙ ｉ ｉ ０ ｚ ； Ｊ １
０
一 Ｘ ｉ ｒ ｉ ｌ ∞ Ｘ
Ｃ Ｏｙ ｃ ｃ Ｊ Ｚ ｍ
收稿 日期 ： ２ Ｏ １ ２ —０ ２ —２ ４ 作者简介 ： 王丽男（ １ ９ ８ ７ ～）， 女， 硕士研究生 ， 主要从事大地测量、 变形监测 与预报等方面 的研究。