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[其他] 武汉市下吴地形图国家2000地方坐标转WGS84案例

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发表于 2019-9-11 17:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
武汉市下吴地形图国家2000地方坐标转WGS84案例水经注地图下载器 2019-09-10 14:01:41
概述
水经注软件除了可以对百度坐标与火星坐标进行纠偏和切片,下载陆地及海洋高程、提取10米等高线等深线、CASS高程点,下载含高度的全国矢量建筑、全国乡镇及街区行政区划、地名点、高速铁路网、公交路线、水系、百度高德POI兴趣点和全球OpenStreet矢量外,还可以将国家2000地方坐标系矢量数据转换为其他坐标系,这里以武汉市下吴数据为例,介绍如何将国家2000地方坐标转换为WGS84坐标系。
武汉市下吴地形图
打开"武汉市下吴国家2000地方坐标系全要素地形图",可以看到坐标的XY都是6位,而不是横轴Y(CAD中为X)是6位(加带号是8位),纵轴X(CAD中为Y)是7位。在实际工程运用中,我们使用的平面坐标系大多为高斯投影3度带,经过投影中央子午线和赤道都是直线,中央子午线和赤道的交点作为原点,中央经线投影为X(N)坐标,赤道投影为Y(E)坐标,由于我国位于北半球,所以X坐标不会出现负数,投影方式决定Y坐标会出现负数,以6度带为例,Y坐标在赤道上的最大值约330000米, 为了避免Y坐标出现负数情况,会在Y坐标上加常数500000米,标准的国家坐标应当在Y坐标前加上带号。
因为加常数的原因,Y坐标在没有带号的情况下为6位数,在我国加上带号以后为8位数,X坐标通常是7位数,通过这个特点我们可以基本判断示例中的数据不是国家标准坐标系,推测是地方坐标系,如下图所示。

下吴地形图


对于该数据,数据提供方只是说明了是2000坐标系,中央经线或7参数等重要信息并没有提供,那么这样的数据我们如何将它在CAD中与卫星影像纠偏套合,又如何转换为WGS84坐标系呢?下面我们将从下载卫星影像、坐标位置纠偏和坐标转换等几部分作详细讲解!
下载目标范围谷歌卫星影像
在水经注软件中点击"下载\框选范围下载"菜单,然后框选目标范围,如下图所示。

框选下载范围


在框选区域双击,将显示"新建任务"对话框,由于这里只需要卫星影像,因此在地图类型中选择"影像:仅下载影像"。下载级别选择第19级即可,因为国内的19级以上谷歌卫星影像一般都是基于第19级放大的,事实上清晰度并没有提高。

新建任务


在"新建任务"对话框中点击"导出设置"按钮,将显示"导出设置"对话框,为了保证坐标投影与CAD矢量数据一致,这里选择"CGCS2000高斯投影",点击"参数"按钮可以为当前投影设置中央经线和七参数。

导出设置


由于数据提供方没有给出地方坐标的中央经线,这里会自动根据下载数据范围所在位置计算出在3度带的标准经线,这里计算出的中央经线为114度且投影带号为38,在中央经线都不明确的情况下当然就更没有七参数了,因此这里缺省不填写。

参数设置


完成设置并下载卫星影像后,会自动打开影像导出结果目录,如下图所示。

导出结果


地方坐标系纠偏为国家2000坐标系
通过"水经注CAD智能影像加载插件"可以将卫星影像加载到CAD中,加载后会发现影像位置与数据位置相差比较远,如下图所示。

影像加截


在导出数据时万能地图下载器会对影像进行高斯投影,以保证与数据投影相同,如若与数据源投影不同,在后续的操作中会出现影像与数据始终套合不上的情况。
通过CAD的"移动"工具,先将矢量数据整体移动到影像位置。为了查看矢量数据与影像的叠加情况,需要将影像后置在矢量数据下方,如下图所示。

后置影像


由于移动数据时,每个人的操作方式和拾取的源坐标点和目标点不同,因此卫星影像与矢量数据的相对位置会略有不同,但只需要能将它们叠加在一起就可以了,因为接下来还需要对矢量数据进行进一步的移动操作。

影像后置效果


通过在矢量数据中找到一个特征点作为移动的数据源点,将矢量数据移动到影像对应的目标点位置,可以将矢量数据套合在影像数据上。

影像叠加套合


如果移动后有一定偏差,可以重复以上操作步骤,最后矢量数据与影像叠加的效果如下图所示。

叠加套合效果


由于最终是需要将矢量数据转换为WGS84坐标系,而CAD没有该转换功能,因此这里先将纠偏后的数据保存为"武汉市下吴国家2000地方坐标系全要素地形图_纠偏后.dxf",然后再通过水经注软件进行转换。

保存纠偏数据


国家2000坐标系文件导入叠加
在水经注软件中点击"文件\打开"菜单打开"武汉市下吴国家2000地方坐标系全要素地形图_纠偏后.dxf",在坐标投影中选择"CGCS2000高斯坐标",点击"参数"按钮设置中央经线为114度,如下图所示。

导入设置


由于在CAD中已经将矢量数据进行了纠偏,因此导入数据后就可以直接与卫星影像完美叠加,如下图所示。

数据导入


放大查看局部数据,可以看到叠加效果比较好,等高线、道路和施工区都能与谷歌卫星影像吻合。

叠加效果


国家2000坐标转换为WGS84坐标系
通过上面的操作,已经将国家2000坐标系的地形图导入到软件中,只需要再将它导出并选择坐标系为WGS84,即可完成国家2000坐标转换为WGS84坐标系。
在"我的标注"面板中的矢量数据所在父级目录上单击鼠标右键,选择"导出矢量"菜单将显示"保存矢量文件"对话框,也可以直接在主菜单上选择"文件\保存"菜单。

导出矢量


选择保存文件的坐标投影为"WGS84 经纬度投影",将矢量数据保存为"武汉市下吴WGS84地方坐标系全要素地形图.dxf"文件。

保存文件


在CAD中打开转换后的"武汉市下吴WGS84地方坐标系全要素地形图.dxf"文件后,可以看到坐标已成功转换成了WGS84经纬度坐标。

WGS84经纬度坐标


关于本案例中坐标系转换的说明
严格来讲,通过平移坐标强制将地方坐标与国家标准2000坐标进行套合是不严谨的,因为地方坐标系一般是基于城市中心点位置或项目中心位置的经线作为中央经线进行高斯投影,因为这样投影才会尽可能地减小数据的变形和误差,在道路、桥梁或隧道等不同工程项目中,对误差有不同精度要求,因此采取的投影方式也会不同。在本案例中,由于数据提供方并没有给出地方坐标投影的中央经线和七参数等重要信息,因此在从地方坐标系转换到国家2000坐标系时采用了直接在CAD中进行平移的"暴力纠偏转换"方式,只是为了将数据在有限的条件下与卫星影像尽可能完美地叠加,但一定会存在误差。因此,最后将2000坐标转换为WGS84经纬度坐标时,也就一定会存在误差了,但不影响用于查看该数据与卫星影像叠加后的项目位置地形,但如果需要对工程项目进行分析时,务必要考虑到上述转换所提到的误差因素。
结语
以上就是武汉市下吴地形图国家2000地方坐标转WGS84案例的详细说明,主要包括了谷歌卫星影像下载、地方坐标系转国家2000坐标系、国家2000坐标系文件的导入和将数据导出为WGS84经纬度坐标文件等操作说明。如果在使用过程中有任何疑问,请联系我们。



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