概述
水經注軟體除了可以對百度坐標與火星坐標進行糾偏和切片,下載陸地及海洋高程、提取10米等高線等深線、CASS高程點,下載含高度的全國矢量建築、全國鄉鎮及街區行政區劃、地名點、高速鐵路網、公交路線、水系、百度高德POI興趣點和全球OpenStreet矢量外,還可以將國家2000地方坐標系矢量數據轉換為其他坐標系,這裡以武漢市下吳數據為例,介紹如何將國家2000地方坐標轉換為WGS84坐標系。
武漢市下吳地形圖
打開"武漢市下吳國家2000地方坐標系全要素地形圖",可以看到坐標的XY都是6位,而不是橫軸Y(CAD中為X)是6位(加帶號是8位),縱軸X(CAD中為Y)是7位。在實際工程運用中,我們使用的平面坐標系大多為高斯投影3度帶,經過投影中央子午線和赤道都是直線,中央子午線和赤道的交點作為原點,中央經線投影為X(N)坐標,赤道投影為Y(E)坐標,由於我國位於北半球,所以X坐標不會出現負數,投影方式決定Y坐標會出現負數,以6度帶為例,Y坐標在赤道上的最大值約330000米, 為了避免Y坐標出現負數情況,會在Y坐標上加常數500000米,標準的國家坐標應當在Y坐標前加上帶號。
因為加常數的原因,Y坐標在沒有帶號的情況下為6位數,在我國加上帶號以後為8位數,X坐標通常是7位數,通過這個特點我們可以基本判斷示例中的數據不是國家標準坐標系,推測是地方坐標系,如下圖所示。
下吳地形圖
對於該數據,數據提供方只是說明了是2000坐標系,中央經線或7參數等重要信息並沒有提供,那麼這樣的數據我們如何將它在CAD中與衛星影像糾偏套合,又如何轉換為WGS84坐標系呢?下面我們將從下載衛星影像、坐標位置糾偏和坐標轉換等幾部分作詳細講解!
下載目標範圍谷歌衛星影像
在水經注軟體中點擊"下載\框選範圍下載"菜單,然後框選目標範圍,如下圖所示。
框選下載範圍
在框選區域雙擊,將顯示"新建任務"對話框,由於這裡只需要衛星影像,因此在地圖類型中選擇"影像:僅下載影像"。下載級別選擇第19級即可,因為國內的19級以上谷歌衛星影像一般都是基於第19級放大的,事實上清晰度並沒有提高。
新建任務
在"新建任務"對話框中點擊"導出設置"按鈕,將顯示"導出設置"對話框,為了保證坐標投影與CAD矢量數據一致,這裡選擇"CGCS2000高斯投影",點擊"參數"按鈕可以為當前投影設置中央經線和七參數。
導出設置
由於數據提供方沒有給出地方坐標的中央經線,這裡會自動根據下載數據範圍所在位置計算出在3度帶的標準經線,這裡計算出的中央經線為114度且投影帶號為38,在中央經線都不明確的情況下當然就更沒有七參數了,因此這裡預設不填寫。
參數設置
完成設置並下載衛星影像後,會自動打開影像導出結果目錄,如下圖所示。
導出結果
地方坐標系糾偏為國家2000坐標系
通過"水經注CAD智能影像加載插件"可以將衛星影像加載到CAD中,加載後會發現影像位置與數據位置相差比較遠,如下圖所示。
影像加截
在導出數據時萬能地圖下載器會對影像進行高斯投影,以保證與數據投影相同,如若與數據源投影不同,在後續的操作中會出現影像與數據始終套合不上的情況。
通過CAD的"移動"工具,先將矢量數據整體移動到影像位置。為了查看矢量數據與影像的疊加情況,需要將影像後置在矢量數據下方,如下圖所示。
後置影像
由於移動數據時,每個人的操作方式和拾取的源坐標點和目標點不同,因此衛星影像與矢量數據的相對位置會略有不同,但只需要能將它們疊加在一起就可以了,因為接下來還需要對矢量數據進行進一步的移動操作。
影像後置效果
通過在矢量數據中找到一個特徵點作為移動的數據源點,將矢量數據移動到影像對應的目標點位置,可以將矢量數據套合在影像數據上。
影像疊加套合
如果移動後有一定偏差,可以重複以上操作步驟,最後矢量數據與影像疊加的效果如下圖所示。
疊加套合效果
由於最終是需要將矢量數據轉換為WGS84坐標系,而CAD沒有該轉換功能,因此這裡先將糾偏後的數據保存為"武漢市下吳國家2000地方坐標系全要素地形圖_糾偏後.dxf",然後再通過水經注軟體進行轉換。
保存糾偏數據
國家2000坐標系文件導入疊加
在水經注軟體中點擊"文件\打開"菜單打開"武漢市下吳國家2000地方坐標系全要素地形圖_糾偏後.dxf",在坐標投影中選擇"CGCS2000高斯坐標",點擊"參數"按鈕設置中央經線為114度,如下圖所示。
導入設置
由於在CAD中已經將矢量數據進行了糾偏,因此導入數據後就可以直接與衛星影像完美疊加,如下圖所示。
數據導入
放大查看局部數據,可以看到疊加效果比較好,等高線、道路和施工區都能與谷歌衛星影像吻合。
疊加效果
國家2000坐標轉換為WGS84坐標系
通過上面的操作,已經將國家2000坐標系的地形圖導入到軟體中,只需要再將它導出並選擇坐標係為WGS84,即可完成國家2000坐標轉換為WGS84坐標系。
在"我的標註"面板中的矢量數據所在父級目錄上單擊滑鼠右鍵,選擇"導出矢量"菜單將顯示"保存矢量文件"對話框,也可以直接在主菜單上選擇"文件\保存"菜單。
導出矢量
選擇保存文件的坐標投影為"WGS84 經緯度投影",將矢量數據保存為"武漢市下吳WGS84地方坐標系全要素地形圖.dxf"文件。
保存文件
在CAD中打開轉換後的"武漢市下吳WGS84地方坐標系全要素地形圖.dxf"文件後,可以看到坐標已成功轉換成了WGS84經緯度坐標。
WGS84經緯度坐標
關於本案例中坐標系轉換的說明
嚴格來講,通過平移坐標強制將地方坐標與國家標準2000坐標進行套合是不嚴謹的,因為地方坐標系一般是基於城市中心點位置或項目中心位置的經線作為中央經線進行高斯投影,因為這樣投影才會儘可能地減小數據的變形和誤差,在道路、橋梁或隧道等不同工程項目中,對誤差有不同精度要求,因此採取的投影方式也會不同。在本案例中,由於數據提供方並沒有給出地方坐標投影的中央經線和七參數等重要信息,因此在從地方坐標系轉換到國家2000坐標系時採用了直接在CAD中進行平移的"暴力糾偏轉換"方式,只是為了將數據在有限的條件下與衛星影像儘可能完美地疊加,但一定會存在誤差。因此,最後將2000坐標轉換為WGS84經緯度坐標時,也就一定會存在誤差了,但不影響用於查看該數據與衛星影像疊加後的項目位置地形,但如果需要對工程項目進行分析時,務必要考慮到上述轉換所提到的誤差因素。
結語
以上就是武漢市下吳地形圖國家2000地方坐標轉WGS84案例的詳細說明,主要包括了谷歌衛星影像下載、地方坐標系轉國家2000坐標系、國家2000坐標系文件的導入和將數據導出為WGS84經緯度坐標文件等操作說明。如果在使用過程中有任何疑問,請聯繫我們。