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。所以上面这个点的位置是在东经和南纬。
2、根据UTM投影分带的特点我们可以计算出该点所处的中央子午线经度:东经27°。
3、UTM投影比例(尺度)为0.9996。
4、根据UTM投影坐标轴移动的特点可知:X常数10000000m,Y常数500000m。
得到上面这些参数之后,可以正式用坐标转换软件来工作了。
理论上来说:经纬度转换成平面坐标,再将此平面坐标转换成经纬度坐标后,经纬度坐标应保持不变。
有转换参数的坐标转换
首先说七参,就是两个空间坐标系之间的旋转,平移和缩放,这三步就会产生必须的七个参数,平移有三个变量Dx,Dy,DZ;旋转有三个变量,再加上一个尺度缩放,这样就可以把一个空间坐标系转变成需要的目标坐标系了,这就是七参的作用。如果说你要转换的坐标系XYZ三个方向上是重合的,那么我们仅通过平移就可以实现目标,平移只需要三个参数,如果缩放比例为一,这样就产生了三参数,三参就是七参的特例,旋转为零,尺度缩放为一。