甘肃测绘基准体系向2000国家大地坐标系的整体转换

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经国务院批准我国自2008年7月1日启用2000国家大地坐标系 2000国家坐标系统提高了测量的绝对精度，并且可以快速获 取精确的三维地心坐标。能够提供高精度、地心、实用、统 一的大地坐标系，为各项社会经济活动提供基础性保障；更 好地阐明地球空间物体的运动，满足各部门高精度定位的需 求。 国家测绘局发布2号公告，测绘和地理信息系统，在8-10年 过渡期内逐步转换到2000国家大地坐标系。
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基础地理空间数据库转换。库体的整合技术含量高，归算风险大，但规范性更强，适合
于整体批处理，关键是严密的步骤程序。分类分块将数据从数据库读出，转换完成后再导入。
1980西安坐标系成果分布图
1954年北京坐标系成果分布图
1：1万DEM覆盖范围
1：1万DOM覆盖范围
1：1万DLG覆盖范围
1：5万3D覆盖范围
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控制成果转换。根据对现行坐标系转换方法的总结和现有成果数据点资料的研究，控制成果的转换
拟采用二维七参数转换模型，主要是在能够保持足够转换的精度的条件下剔除高程在现有坐标系中的影响。这符合 我们坐平面坐标系之间转换要求。
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基础地图数据转换。采用简捷且又不失精度的格网法进行转换。在能够保证足够精度的条件
科研
国家局提供了核心转换点
技术
工艺技术层面的研究
工艺
统一坐标系统 促进成果共享
应用
甘肃境内 CGCS2000 坐标成果分布图 甘肃境内 CGCS2000 坐标成果分布图
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资料分析 甘肃境内国家提供2000系GPS坐标成果2127 座
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1980西安坐标系成果6958座 1954年北京坐标系成果9145座 甘肃C级GPS网成果163座
1、数字线划地图（DLG）数据转换流程
2、数字正射影像（DOM）数据转换流程
3、数字栅格地图（DRG）数据转换流程
转换数据规范化处理
DLG、DOM图幅、新版DRG图幅删除原图廓方里网，生成标准的新系统 格网及图廓。旧版扫描DRG图幅加绘新系统紫线格网。
4、数字高程模型（DEM）数据转换流程
纬度差等值线图
经度差等值线图
全省点位变换等值线图
二、测绘成果转换技术工艺的研究
3、格网法内插精度分析
二、测绘成果转换技术工艺的研究
精度分析
二、测绘成果转换技术工艺的研究
4、动态内插方法
Baidu Nhomakorabeay • • •
(δb1, δl1) (δb2, δl2)
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• • •
• • • x
P
(δb3, δl3)(δb4, δl4)
下，对基础数据应用格网法转换的优势是明显的。格网转换方法的基本思想是将大的转换区域划分成小的格网单 元，以格网节点为中心进行小范围坐标转换，以期达到小范围的精细拟合及全网连续的效果。基于格网的坐标转换 改变了传统的坐标转换方式，使得一般用户也可以完成坐标转换。由专业部门预先生成坐标改正量的格网文件，用 户只需根据格网文件进行简单的线性内插完成坐标转换。
5、基础地理空间数据库转换流程
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GST2000软件，是为了完 成甘肃基础测绘数据转换 而开发，能够完成1980、 1954、WGS84、国家 2000控制成果之间的转 换；实现基础测绘数据和 数据库数据的1980成果到
2000成果之间的转换工作。
四、主要技术指标实现和技术创新点
1、建立了甘肃控制格网转换模型，控制点成果整 体转换精度达到 0.15米 ； 2、基础测绘数据实现了高质量无缝接边，保证了 DLG、DOM、DEM和DRG数据接边精度，1:5万接边达 到 0.3 米，1:1万接边达到 0.1 米； 3、实现了数据坐标和投影信息的同步转换。
甘肃 1980 坐标成果分布情况 甘肃 1980 坐标成果分布情况
¾1980西安坐标系成果6958座
一等285个、二等1872、三等2399 、四等2447个。
甘肃境内 80 和 2000 坐标重合点分布图 甘肃境内 80 和 2000 坐标重合点分布图
1954年北京坐标系成果9145座
模型数据异常和校对
甘肃测绘基准体系 向2000国家大地坐标系的整体转换
甘肃省基础地理信息中心 CSGS2000转换课题组
目 录
一、立项背景 二、测绘成果转换技术工艺的研究 三、省域测绘体系整体转换技术工程 四、主要技术指标实现和技术创新点
一、立项背景
一个国家和地区测绘基准体系的建立和使用，不仅是测绘整体运行和定向的框架基础，同时还标志着测绘科学管理和科技能达到的综合水平。 建立大地坐标框架，是测量科技的精华，与空间导航、乃至与经济、社会和军事活动均有密切关系。它是适应一定社会、经济和科技发展需要 和发展水平的历史产物。过去受科技水平的限制，人们不得不使用经典大地测量技术建立局部大地坐标系，它的基本特点是非地心的、二维使 用的。50年代后期，随着人造地球卫星的上天，空间大地测量逐步取代三角测量、导线测量等成为主要的大地测量技术。空间技术催生了地心 大地坐标系，同时还为建立地心大地坐标系提供了有力的手段。采用地心坐标系，即以地球质量中心为原点的坐标系统，是国际测量界的总趋 势，多数发达国家都已着手将传统局部大地坐标基准向更加科学的地心坐标基准过渡。
谢谢！
成果粗差异常
全省重合点模型
甘肃省 C 级网点位分布图 甘肃省 C 级网点位分布图
甘肃C级GPS网成果163座
二、测绘成果转换技术工艺的研究
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目前的转换方法主要分为数学计算模型、插值模 型。主要对七参数模型转换方法和内插模型转换 方法进行分析研究。
二、测绘成果转换技术工艺的研究
1、七参数（时间关系略） 2、格网内插法 基本思想是利用两个系统间离散点的坐标差，采用 一定的内插方法计算具有一定间隔的格网结点的坐标 差，然后利用格网结点上的坐标差内插其它任意点上的 坐标差，从而实现不同坐标系坐标的变换。对八种插值 方法进行了实验分析，确定1980西安坐标系和2000国家 大地坐标系之间的坐标变换关系，实现利用格网结点坐 标差内插任意点。
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一、立项背景
研究内容： 针对上述形势，项目研究的内容确定为，通过对甘 肃现有测绘成果的综合分析，结合数据内容、格式等， 对关键技术进行研究，建立完整的工艺，研究适合甘肃 测绘成果转换方法，开发相应的数据转换软件，实现甘 肃测绘成果数据坐标系的工程整体转换。
二、测绘成果转换技术工艺的研究
地球动力学和运行环境
二、测绘成果转换技术工艺的研究
各种内插方法分析。为了保证基础地理信息数据 转换的整体精度，通过对80和2000的大地坐标差 （ΔB、ΔL）进行内插，建立了甘肃全境的格网 坐标差数据库，考虑生成格网数据量，我们采用 了0.02度间隔，数据量6.4MB左右。然后动态采用 双线性内插法进行坐标点逐点转换。
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O
f ( x, y ) = (ax + b)(cy + d )
双线性插值是分片的空间二次曲面构成。双线性插值函数的形式如下：
其中有四个待定系数，利用该函数在矩形的四个顶点（插值节点）的函数 值，得到四个代数方程，正好确定四个系数。
二、测绘成果转换技术工艺的研究
5、省域测绘体系整体转换的技术路线
多项式回归法（二次曲面） 经度为例
克里格加权
加权反距离法
三角剖分法
临近点法
克里格高斯
最小曲率内插法
局部多项式回归法（二次曲面）
径向基函数法（多重二次曲面）
克里格指数
最小曲率内插法
多项式回归法（二次曲面）
二、测绘成果转换技术工艺的研究
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分析结论。图面分析表明，各种插值方法的精度和点的密 集程度有关，克里格和最小曲率内插法，在点的密集度高、 点均匀时，内符合精度较高，但是不能外推，点位稀疏 时，内插严重失真。二次多项式能够反映变换趋势，也可 以外推计算。1980西安坐标系向2000国家大地坐标系转换 采用了多项式回归模型中的二次曲面模型。