高斯-克吕格投影坐标转换成地理坐标的一种方法.pdf

第2 2 卷 第4 期 徐庆安：高斯一克吕格投影坐标转换成地理坐标的一种方法 3 1 5 L：3 。我国3 。 带共计 2 2 带 ( 2 4 4 5 带) 。 。 。 0 6 。1 姒 y 图3 地形图坐标系六度带和三度带示意图 F i g 3 S i x d e g r e e z o n e s a n d t h r e e d e gre e z o n e s o f g e o g r a p h i c ma p c o o r d i n a t e s s y s t e m 我 国的基本 比例尺地形 图 ( 1： 5 千 ，1：1 万 ，1 ： 2 5 万 ，1： 5 万 ，1：1 0 万 ，1： 2 5 万 ，1： 5 0 万 ，1 ： 1 0 0 万)中，大于等于5 0 万的均采用高斯一 克 吕格 投影 ( G a u s s K r u g e r ) ，又叫横轴墨卡托投影 ( T r a n s v e r s e Me r c a t o r ) ；小于5 O 万的地形图采用正轴等角割 园锥投影 ，又叫兰勃特投影 ( L a mb e r t C o n f o r ma l C o n i c ) ；海上小于5 O 万的地形图多用正轴等角园柱投 影 ，又 叫墨卡托投影 ( Me r c a t o r ) ，我国的 G I S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。 我 国 l： 2 5万一 1： 5 0 万 比例尺地形 图采用经差 6 度分带 ，1： 1 万 比例尺 的地形 图采用经差 3 度 分带 。 1 2 高斯投影坐标反算公式 高斯投影反算：已知某点的高斯投影平面上直角 坐标( z ， Y ) ，求该点在椭球面上的大地坐标( L ， B ) ， 即( 2 7 ， Y ) = = ( L ， B ) 的坐标变换。投影变换必须满足的 条件 ：z坐标轴投影成中央子午线 ，是投影的对称 轴；3 7 轴上的长度投影保持不变 ；投影具有正形性 质，即正形投影条件。投影过程：根据 计算纵坐标 在椭球面上的投影的底点纬度 B ， ，接着按 B ， 计算 (Br B )及 经差 ，最 后得 到 B=B， 一( B， -B)、 L= L 0 + 。计算公式如下： B B ， 一 zf + 丽 tf ( 5 + 3 + 谚一 9 谚 ) 一 。=( 6 1 + 9 0 t + 4 5 t )y 。7 2 0 M N 1 一 1 ( 1 + 2 + 谚 。 + -_一 ( 5 + 2 s t + 2 4 t + 6 谚+ 8 2 2 ) 1 2 0 N C O S B t i t i i ( 公式 1 ) 当要求转换精度至 0 0 1 时，可简化为下式： B _ B ， 一 t y Z + ( 5 + 3 + 谚_ 9 2 2 1 一 1( 1 + 2 + 谚 ) 。 + 1( 5 +2 8 +2 4 ( 公式 2 ) 其 中 ，大地经纬度 ( B ， L ) 、中央经线 L 0的单 位 均为弧度 ( r a d ) ；X是从赤道沿子午线的一段弧长 ；a 为椭球长半轴 ( m ) ；e ,e 分别为地球参考椭球的第 一 第二偏心率 ；M为 ( 1 + ) ，N 是该点的卯酉圈 曲 率 半 径 N F = a ( 1 - e s in B f) ；t = t a n B ； = ( e ) C O S B ；x 和y 是相对于本带原点的高斯平面坐标，单 位为m。B 是底点纬度。 1 3 实例 先把研 究 区在 A r c G i s 中配准 ，右键工具 栏打开 G e o r e f e r e n c i n g 2 12 具条，进行图像的配准工作。 再布点，T O O L S - - A D D X Y，批量输入坐标点。 图4 A r c G i s 输人物探坐标点 F i g 4 Ar c Gi s i n p u t o f g e o p h y s i c a l c o o r d i n a t e s C + + 语言认为函数是一个能完成某一独立功能的 子程序 ， 也就是程序模 广 一 块。 编 程 者 将 一 个 大 I 竺 里 竺 Y 而复杂的程序分解为 I l 由 诹定 带 号 N ， 并 换 算 出 x ， Y l 若 干个 相对独立而且 一l厂 功 能 单 一 的小块程序 l 反 算 L _ _ ( 函数) 进行编写， 并 l l苎 竺 竺 竺 ! ： I 通过各个函数之间进 l 厂 葡 行 调 用， 来 实 现 总 体 l 的功 能。本文通过数 L 1_ ， 据运算实现投影坐标 I结 束l 图5 c + + 框图 高斯反算 的程序设计 F i g + h a r t 的流程如图 5 所示 第2 2 卷 第4 期 徐庆安 ：高斯一克 吕 格投影坐标转换成地理坐标的一种方法 3 1 7 度要求 。 致 谢 ：本 文得到 尚世 贵高级工程 师的指导 和帮 助 ，在此致谢 ! 参考文献 ： 1 徐绍铨， 吴租仰 大地测量学 M 武汉：武汉测绘科技大学出版社， 1 9 9 6 【 2 】 张文波 V i s u a l c + + 程序设计 M】 北京：清华大学出版社， 2 0 1 0 【 3 】中国地质大学信息学院 M A P G I S 地理信息系统实用教程【 M 】 武汉： 中国地质 大学出版 社， 2 0 0 0 4 吴斌，北京 市坐 标 系统 转换 软件 的研 制【 J J 北 京测 绘， 2 0 0 4 ， ( 2 ) ： 31 3 4 5 程新辉， 吴银， 吴承兵 利 用4参数进行北京 5 4坐标至西安 8 O坐标的 换算明 地矿工程， 2 0 0 5 ， 2 1( 1 ) ：3 1 3 2 【 6 】 严华峰 V i s u a l C + + 课程设计案例精编 M 】 北京：中国水利水电出版 社 2 0 0 2 A me t h o d t o t r a n s f o r m Ga u s s - Kr u e g e r p r o j e c t i o n c o o r d i n a t e s i n t o g e o g r a p h i c c o o r d in a t e s XU Qi n g - a n 0 V o 3 27Ge o l o g i c a l T e a m o f Bu r e a u o fGe o l o g y a n dMi n e r a lE x p l o r a t i o n o f An hu i P r ov i n c e , He f e i ， An h u i 2 3 0 0 1 1 ，C h i n a ) Abs t r a c t ：I t i s f r e q u e n t l y e n c o u nt e r e d o n t he s p o t o f g e o l o g i c a l e x pl o r a t i o n t o ma k e c h a ng e s be t we e n g e o g r a p h i c c o o r d i - n a t e a n d p r o j e c t i o n c o o r d i n a t e s B a s e d o n b ri e f a n a l y s i s o f t h e p ri n c i p l e s o f g e o gra p h i c a n d p r o j e c t i o n c o o r d i n a t e s ， t h e G a u s s i n v e r s i o n f o r mu l a t h a t t r a n s f o r ms Ga u s s K r u e g e r p r o j e c t i o n c o o r d i n a t e s i n t o g e o gra p h i c c o o r d i n a t e s ， t h i s p a p e r a n a l y z e d t h e p r i n c i pl e o f a l g o rit h m，d e s i g n e d p r o c e s s o f a l g o rit h m a n d ma d e p r o g r a mmi n g ，c o nd uc t e d c o mp a ris o n a na l ys i s us i n g MAPGI S s o ft wa r e ，f o u n d t h e p r o g r a m c a p a b l e o f me e t i ng p r a c t i c a l d e ma nd Ke y w o r d s ：G a u s s K r u e g e r p r o j e c t i o n c o o r d i n a t e s ； g e o g r a p h i c c o o r d i n a t e s ；MA P GI S ； A r c G i s ； Ga u s s i n v e r s i o n ； V i s u a l C+ ( 上接P 3 0 9 页) 参考文献 ： 1 张祖勋， 张剑清 数字摄影测量学【 M 武汉：武汉大学出版社， 1 9 9 7 【 2 】中国测绘科学研究院 P i x e l G r i d A E O 航空影像数据处理系统用户手 册 S 3 武汉航天远景科技有 限公 司 Ma p Ma t r i x多源地理 数据综合处理平 台 用 户手册 S 】 【 4 】 党安荣， 贾海峰， 陈晓峰， 张健宝 E R D A S I M A G I N E遥感图像处理教 程 M 北京：清华大学出版社 5 】 北京苍穹数码有限公司 苍穹国土数据处理软件系统用户手册i s Di g i t a l c i t y c o n s t r u c t i o n pr o gr a m S l a r g e s c a l e c o l o r o r t ho ph o t o ma p ma k i ng m e t hod L UO Mi n g ， Z HANG Qi a n ， LUO Z u n - h u a 2 f i ， F u n d am e n t a l Ma p pin gI n f o r ma r o n Ce n t e ro f An h u iP r o v i n c e , He f e i, An hu i 2 3 0 0 3 1 ,C h in a ；2 An h u i No r ma l U n i v e r s i ,Wu b u , An h u i 2 4 1 0 0 0 ,C h i n a ) Ab s t r a c t ：Di gi t a l c i t y c o ns t r u c t i o n p r o g r a m S l a r g e - s c a l e c o l o r o r t h o p h o t o ma p r e fle c t s g e o g r a p h i c i n f o r ma t i o n，v i s ua l l y d i s pl a y s l a nd f o r m a n d s u r f a c e f e a t u r e s ，p r o v i d e s s c i e n t i fic t e c h n i c a l d a t a i n t h e a r e a s o f d i gi t a l c i t y ,ma p p i n g g e o g r a p h i c i nf o r ma t i o n，c i t y pl a n ni ng a n d l a n d an d r e s o u r c e s s u r v e y 1 a nd mo r e o v e r r e pr e s e n t s f un d a me n t a l d a t a f o r d i g i t a l c i t y c o ns t r u c t i o n p r o gra mBa s e d o n e x p e r i e n c e o f pa r t i c i p a t i o n i n p r o d uc t i o n o f Di g i t a l Hu a ng s ha n a n d Di g i t a l M a a n s h a n l arg e s c a l e o r t ho p ho t o ma p s 。thi s P a p e r s u mma riz e d u s e o f M a p M a t r i x ，Pi x e l Gr i d AEO。Er d a s a n d P h o t o s h o p CS t o g e n e r a t e DE M b y a r t i f i c i a l a c q u i s i t i o n o f c h ara