计算转换模型参数

使用说明

支持通过重合点选取、坐标转换模型、精度评价等操作,计算出常用的四参数、七参数的参数值,用户可利用该参数值进行数据成果坐标系的转换。

  • 实例 :用户有一份某区域的1980西安坐标系矢量数据,现在希望将其转为2000国家大地坐标系。该用户在测区内测得一些控制点,这些控制点有1980西安坐标,同时也有2000国家大地坐标。以下以该数据转换为例进行操作步骤的详细说明。
  • 准备工作 :选取1980西安坐标系坐标和2000国家大地坐标系坐标的控制点作为重合点文件。
  • 重合点 的选取对于转换参数的计算至关重要,用户需选取两个坐标系下均有坐标成果的控制点作为重合点。

    • 重合点选取的基本原则 :等级高、精度高、分布均匀、覆盖整个转换区域、局部变形小。
    • 重合点数量要求 :一般情况,向2000系转换重合点的选取,不少于6,外部检核点不少于6,点位都要均匀分布覆盖整个转换区域。考虑到可能存在粗差点,需要多准备几个重合点作为备用。总之,重合点应尽可能多选取。 SuperpositionPoint

操作步骤

  1. 在工作管理器中打开待转数据源,在“ 开始 ”选项卡的“ 数据处理 ”组中,单击“ 投影转换 ”下拉按钮,选择“ 转换模型参数计算 ”项,弹出“转换模型参数计算”对话框,如下图所示。
    TransformDia
  2. 转换模型设置 :选择转换的模型方法,单击“模型方法”标签右侧的下拉按钮,弹出的下拉菜单列表显示了程序提供的五种转换模型,包含 Position Vector(7-para)(位置矢量变换)、Coordinate Frame (7-para)(坐标框架旋转变换)、China3D7P(7-para)(三维七参数转换模型)、China2D7P(7-para)(二维七参数转换模型) 及 China2D4P(7-para)(二维四参数转换模型)

由于转换模型的选取受控制点坐标系及转换区域的影响,采用哪种模型方法要视具体情况而定。在 《大地测量控制点坐标转换技术规程》 中给出了关于转换模型适用范围,用户可根据源数据控制点所属坐标系,依照转换模型的适用区域范围选择转换模型。有关转换模型和适用范围请参考转换模型.

  1. 设置相互转换的坐标系类型 ,即源坐标系和目标坐标系。程序支持地理坐标系、投影坐标系以及二者的相互转化:
  2. 源坐标系设置 :可在“源坐标系”处设置源数据的坐标系,坐标系设置有以下两种方式:

    • 投影设置 :选择“投影设置”单选框,单击“设置…”按钮,在弹出的“投影设置”窗口中,选择程序提供的一种与源点数据相同的地理坐标系或投影坐标系,将其设置为当前坐标系。设置投影的具体操作,请参考“投影设置”窗口。
    • 导入投影文件 :选择“导入投影文件”单选框,单击“选择”按钮,在弹出的“选择”窗口中,选择投影信息文件并导入即可。
  3. 目标坐标系设置 :设置转换后的数据坐标系类型。设置方式与“源坐标系设置”方式一致。
  4. 重合点设置 :输入具有源坐标系坐标和目标坐标系坐标的重合点。重合点坐标格式需同上一步设置的源坐标系和目标坐标系相一致,否则程序将提示控制点坐标格式错误。

可通过导入重合点文件和手动输入两种方式添加重合点:

  • 单击重合点列表框右侧“导入”按钮,导入重合点文件(.txt)。
    重合点文件(.txt)文件格式参考 :

    SuperpositionPointList

  • 单击重合点列表框右侧“添加”按钮,手动输入重合点坐标。

导入重合点后,在列表框中可查看重合点的详细信息,用户可通过勾选“ 采用 ”处的复选框,设置参与坐标转换参数计算的点。注:采用的控制点对不能少于6组。

TransformDia3

  1. 计算坐标转换参数 :单击“计算”按钮,执行坐标转换参数计算,计算得到如下结果:

① 程序将重合点代入转换模型,利用最小二乘法计算得到转换参数;包含 偏移X、偏移Y、偏移Z、旋转X、旋转Y、旋转Z和比例差。 其中偏移X,偏移Y,偏移Z的单位为“米”;旋转X,旋转Y,旋转Z的单位为“角度秒”;比例差为百万分之一(ppm)。

② 计算得到 重合点坐标残差(Dx、Dy、DH)及点位中误差 ,程序判定坐标残差大于3倍点位中误差的重合点为不可用点,即在“ 可用 ”一栏显示为 “否” ;反之满足精度要求。

注:为提高转换参数的精度,用户可将不可用的重合点剔除或设置为不采用,重新计算转换参数。

TransformDia2

相关误差计算公式

  • 重合点残差(Dx、Dy、DH)=重合点转换坐标值-重合点已知坐标值
  • 点位中误差计算公式:
    MeanSquareError1
  • 平面点位中误差:
    MeanSquareError2
  • 精度校验 :单击“精度校验”按钮,弹出“精度校验”对话框,导入未参与计算转换参数的重合点作为外部检核点,其点数不少于6个且均匀分布;采用内符合精度和外符合精度评定,依据计算转换参数的重合点残差中误差评估坐标转换精度,残差小于3倍点位中误差的点位精度满足要求。 PrecisionCalibration


    图:“精度校验”对话框

  • 导出转换参数 :精度校验合格后,单击坐标转换参数组合框中的“导出”按钮,即可将计算的转换参数导出为投影转换参数文件(*.ctp)。
  • 将导出的 投影转换参数文件(*.ctp) 对控制点区域的整个数据集进行投影转换,有关数据集投影转换的内容,请参看数据集投影转换,在“ 投影转换参数设置 ”对话框中导入计算所得的转换参数。从而实现整个数据集的投影转换。

将转换后的数据与转换前数据叠加显示结果如下图所示:

TransformResult