關于未知坐標系的研究

摘 要：在測繪地理信息項目中，統一坐標系是必不可少的基礎性工作，是保證項目順利開展的前提。由于各個地區的基礎數據資料存在差異，需要判斷其坐標系，并對數據進行轉換，使之坐標系得到統一。文章重點講述如何判斷未知坐標系的數據是否屬于常用的1980西安坐標系。

關鍵詞：1980西安坐標系；測繪；地理信息；坐標系統

引言

坐標系統是所有測繪地理信息工作的基礎，無論是海洋、工程、房產、地籍還是綜合很多類別的“一張圖”工程，所有測量成果都是建立在其之上的。一個項目應盡可能采用一個統一的坐標系統，才能獲得正確的點位以及點之間的關系和尺度，這樣既便于數據進行對接、匯總、統一管理，提高了成果的通用性且不易出錯。

我國大地坐標系有1954北京坐標系，1980西安坐標系（以下簡稱西安80坐標）和2000國家大地坐標系。現階段我國常用的坐標系主要為西安80坐標。在項目編制過程中，存在搜集的數據沒有定義坐標系統，數據提供者也不清楚其坐標系統和3度或6度分帶，這需要我們自己進行判斷。

1 高斯-克呂格投影分帶

我國大中比例尺地圖均采用高斯-克呂格投影，其通常是按6度和3度分帶投影，1：2.5萬-1：50萬比例尺地形圖采用經差6度分帶，1：1萬比例尺的地形圖采用經差3度分帶。

高斯-克呂格投影是按分帶方法各自進行投影，故各帶坐標成獨立系統。以中央經線投影為縱軸（x），赤道投影為橫軸（y），兩軸交點即為各帶的坐標原點。縱坐標以赤道為零起算，赤道以北為正，以南為負。我國位于北半球，縱坐標均為正值。橫坐標如以中央經線為零起算，中央經線以東為正，以西為負，橫坐標出現負值，使用不便，故規定將坐標縱軸西移500公里當作起始軸，凡是帶內的橫坐標值均加500公里。如圖1所示，3度帶的中央子午線一部分同6度帶中央子午線重合，一部分同6度帶的分界子午線重合。由于高斯-克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以當中央經線重合時，3度帶和6度帶的坐標相同。驗證如下：

如表1所示，34度帶為3度分帶的偶數帶，同時所選點位位于6度分帶的18度帶，換帶后，坐標發生變化；相反，37度帶為3度分帶的奇數帶，同時所選點位位于6度分帶的19度帶，換帶后，坐標值不變。由圖1可以看出，三度帶的奇數帶中央經線與六度帶中央經線重合，因此，奇數帶的三度分帶（比如37度帶）轉六度帶，其坐標不變。

2 我國坐標范圍

我國的經緯度范圍具體為：經度范圍為73°33′E至135°05′E，緯度范圍為18°09′N至53°33′N（不包括三亞以南的諸多群島，）共包括了11個6°帶，即13～23帶；22個3°投影帶即24～45帶。

1緯度間的縱向距離大約是111KM，經度之間的橫向距離，赤道處最大，兩級最小，等于零，1經度間的橫向距離=111*cosB（B代表緯度）。

我國三度分帶的橫坐標范圍是341784到658216，縱坐標范圍是2014650到5944050。

我國六度分帶的橫坐標范圍是183568到816431，縱坐標范圍是2014650到5944050。

由此可見，我國橫縱坐標范圍位數為6位和7位（不含帶號），所以對于未知坐標系統的數據首先判斷橫坐標是否為6位（未加帶號為6位，加帶號為7位），縱坐標是否為7位。

以上計算的橫坐標范圍是在3度帶或6度帶范圍之內的坐標范圍，即東西經度跨度為3度或6度，若超出的范圍或者跨帶，令當別論；另外，三亞以南的諸多群島此處不予討論。

3 坐標系的判斷

對于未知坐標系統，首先看橫縱坐標的位數：

橫縱坐標位數是6位7位或8位7位的。檢查其能否與已有西安80坐標系數據套合，如不套合有可能是3度帶和6度帶的分帶問題。分為兩種情況：一種是收集回來的大比例尺勘測定界圖是3度分帶，而我們已有的數據中采用的是6度分帶，這樣只有將3度分帶轉為相應的6度分帶，才可能使其與已有數據套合（此種情況只限于3度分帶是偶數帶的情況）。第二種是一個區縣正好跨兩個三度帶，已有數據采用的3度分帶的中央經線和我們收集回來的資料采用的3度中央經線不一樣，這樣，只有將收集回來的3度分帶數據轉為與已有數據相同的3度帶，才有可能套合。

橫縱坐標的位數不是6位7位或8位7位的。首先必須將坐標位數統一。這里有兩種情況：一種為人為原因，做設計的有可能將數據橫縱坐標同時擴大1000倍，這就需要將數據縮小相同的倍數，使之與已有數據的坐標位數相同，再用上面的方法判斷是否與已有數據套合。另一種情況是軟件本身的問題，例如MapGIS中按圖幅號做出的標準分幅圖框坐標是5位和6位，只有橫縱坐標同時放大10倍才能和對應的數據完全套合。此種將橫縱坐標同時放大或縮小的倍數，只限于10n倍。

此外還有一種情況是為了便于研究坐標點相對于中央經線和赤道的實際距離，有可能會將其坐標向西平移500km，還原其坐標點相對于原點的真實相對位置，這時就需要將數據向東平移500km，才可能和已有數據套合。

4 結束語

通過以上辦法，如未知數據能與已有數據套合，則其坐標系是西安80坐標；若不能與已有數據套合，那么其坐標系為獨立坐標系統或西安80坐標以外的已知坐標系。獨立坐標系統數據需通過矯正才能和已有數據套合，西安80坐標系統以外的坐標系需經過七參數轉換才能和已有數據套合。這里不做詳細說明。

作者簡介：宋啟浪（1987-），男，陜西寶雞人，土地資源管理專業，本科。