Mapinfo數據的坐標轉換方法研究

李曉雷　于濤

摘 要：本文根據三種方式深入探討了帶屬性的MapInfo數據的坐標轉換方法：一種通過VC和MapX編程調入“.tab”文件，實現WINDOWS窗口界面化的輸入和顯示方式，通過輸入七參數或四參數，快速實現了坐標系之間的一系列轉換；一種通過AutoCAD Map 3D軟件導入和導出“.tab”文件，利用平移、旋轉、縮放命令實現四參數轉換；一種在.prj文件中定義坐標系，通過改變投影來進行轉換。這三種方式最終都以WGS-84坐標轉換為BJ54坐標為例子進行了驗證，取得良好結果。

關鍵詞：MapInfo數據 坐標轉換 七參數 四參數 MapX AutoCAD Map 3D

中圖分類號：TP316 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0026-04

在MapInfo的.prj文件中已經定義了300多種坐標系，但是其中并沒有我國現有的常用坐標系，更沒有我國地方獨立坐標系的定義[1-2]。

MapInfo自20世紀90年代開始進入我國后，在統計、測繪、電信、地質、水利、城市規劃、油田勘探、林業、軍事、公安、工商等部門已得到廣泛的應用，并收到了良好的應用效果。隨著MapInfo軟件在我國的深入利用，在該軟件中會經常涉及到我國常用坐標系（北京54和西安80）和地方獨立坐標系，這就需要我們對其進行定義和坐標轉換。

針對阜新市國土資源管理工作現狀，包括礦權管理、地質環境、監察、地籍、土地征用及土地整理等工作都是建立在測繪為數據基礎上的。在第二次全國土地調查成果實施前后，許多部門的基礎數據和成果要求的坐標系并不一致，其中有北京54坐標系、西安80坐標系、阜新城市坐標系，還有許多因工作需要形成的自由坐標系。多種坐標系統的存在給國土部門工作帶來不便，導致各部門之間的測繪圖件成果無法整合通用，數據轉換導致成果精度降低等弊端。同時，政府各各部門要求圖件坐標系統并不一致，例如城市規劃部門多年來一直采用阜新城市坐標系統，土地掛牌出讓、登記發證采用國土部統一要求的西安80坐標系統，因此出現數據交換的問題，經常出現多次重復外業檢核的現象。這種歷史遺留的矛盾現象不僅造成大量的重復性勞動，影響各部門數據交換的順暢，并且降低了測繪成果的可靠性。

因此，建立一直高效可靠的辦法來解決坐標系之間相互轉換的問題已經成為當前工作的難題。經過多次嘗試和研究發現，利用MapInfo進行數據坐標轉換可以達到預期目標。

該文通過兩種方法對MapInfo數據的坐標轉換做了一些研究。

1 Mapinfo數據坐標轉換方法設計

1.1 基于VC和MapX平臺坐標轉換的設計

1）首先把.gst地圖加載進來；

2）根據函數進行圖元統計和分類，本文只針對線圖元和點圖元；

3）新建圖層，用于添加轉換后的圖元，設置該圖層的坐標系為轉換后的坐標系，并且把原來的屬性字段復制進來；

4）獲取線圖元節點個數，然后獲得節點坐標；

5）獲得節點坐標后進行坐標轉換，轉換時，應注意獲得一個節點轉換一個，把轉換后的節點坐標以追加的方式添加在一個“點坐標.txt”文件中，把圖元的屬性值也添加在里面（以WGS84平面坐標轉換為BJ54平面坐標為例）：

（1）選擇七參數時：首先進行高斯反算，接著把WGS84大地坐標轉換為空間直角坐標；然后把WGS84空間直角坐標轉換為BJ54的空間直角坐標；把BJ54的空間直角坐標轉換為大地坐標，最后進行高斯正算獲得BJ54平面坐標。

（2）選擇四參數時：直接進行四參數計算把WGS84平面坐標轉換為BJ54平面坐標，如果轉換前的坐標是經緯度，進行高斯正算后再轉換。

6）在坐標轉換完成后，從“點坐標.txt”文件中讀取各個圖元的節點坐標，把讀取的節點坐標賦予給點對象，再把點對象賦給點集對象：當一個圖元上的節點坐標全部讀取后，把點集對象轉換為圖元添加到新建的圖層上，并且把相應的屬性值賦給新添加的圖元。

最終程序運行時的界面如圖1。

1.2 基于AutoCAD Map 3D的坐標轉換設計

首先把.tab文件導入到AutoCAD Map 3D，然后根據已知的X、Y平移量、旋轉角度、縮放比例，運用命令進行轉換，步驟如下：

1）平移：在命令行鍵入MOVE命令后命令行顯示：“Select objects：”，選定全部圖素，然后命令行顯示：“Specify base point or[Displacement]：”，此時鍵入原點坐標（即選定基點的坐標）后回車；最后命令行顯示：“Specify second point or ：”，此時鍵入原點新坐標后回車[3]。

2）旋轉：在命令行鍵入rotote命令；然后命令行顯示：“Select objects：”，選定全部圖素；接著命令行顯示：“Specify base point：”，此時選擇平移時的基點后回車；最后命令行顯示：“Specify rotation angle or [Copy/Reference] <0>：”此時鍵入旋轉角度后回車。

3）縮放：在命令行鍵入scale命令，命令行顯示：“Select objects：”，選定全部圖素；然后命令行顯示：“XX found”，按下回車鍵；接著命令行顯示：“Specify base point：”，此時選擇平移時的基點后回車；最后命令行顯示：“Specify scale factor or[Copy/Reference]<1.0000>：”，鍵入縮放比例后回車。

最后，再把DWG文件導出為“.tab”文件，導出時注意選擇屬性，這樣屬性數據就不會丟失了。

1.3 利用.prj進行轉換

以WGS84坐標轉換為BJ54坐標為例進行說明，步驟如下：

1）通過軟件求出BJ54坐標系轉換到WGS-84坐標系的七參數；

2）在.prj文件中定義出BJ54坐標系，然后保存；

3）在MapInfo中打開已知的.tab文件；

4）點“文件”選擇下拉菜單中的“另存副本為”，彈出“另存表為”的對話框；

5）在“另存表為”的對話框中更改表的名稱，點“投影”彈出“選擇投影”對話框，在該對話框中選擇自己定義的坐標系，最后點“另存表為”對話框中的保存即可。

2 實例分析

為了對上述坐標轉換程序和方法進行檢驗，本文采用實際的10個控制點坐標數據導入到Mapinfo中生成5條線段來參與轉換。線段名和起、終控制點坐標數據如表1所示。

2.1 基于VC和MapX方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出七參數：208.555452540641、187.953989974842、75.695433324101 、-1.626742、6.228388、-3.559023、0.402897421344201，這七個參數分別為X、Y、Z的平移參數和旋轉參數、尺度參數，把這七個參數輸入到如圖1的界面中，進行轉換，轉換的結果以與已知的數據相比較結果如表2所示。

通過以上的比較可知，利用本程序進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于分米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.2 基于AutoCAD Map 3D 方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出四參數：40.6833491024723、-117.703797824564、1.00000187185103、2.301，這四個參數分別為X、Y的平移參數、尺度參數和旋轉參數（以秒為單位），利用這四個參數和AutoCAD Map 3D下的轉換步驟進行轉換，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表3所示。

通過以上的比較可知，利用AutoCAD Map 3D進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.3 利用.prj進行轉換的實例分析

本實例采用表1中的數據，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表4所示。

通過以上的比較可知，利用.prj進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

3 結語

在以上所論述坐標轉換過程中，有三點需要注意：

1）在基于VC和MapX平臺進行坐標轉換時，MapX中默認的坐標系是WGS84的經緯度形式，所以在.tab文件調入后應該進行坐標系的定義，定義時還必須與Mapinfo中坐標系投影的定義相匹配，否則誤差會達到幾千米。在編寫坐標轉換代碼時，注意轉換公式里變量的單位，例如，利用參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，三角函數運算時是以弧度為單位的，所以調用旋轉參數時應除以206265。

2）在基于AutoCAD Map 3D進行坐標轉換時，注意導入.tab文件時應該選取屬性數據，否則在導出時屬性數據會丟失，這樣就會喪失地圖的實用性。另外在進行旋轉時輸入的旋轉參數是以度為單位，而一般的參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，在輸入時注意把秒化為度，否則坐標轉換就會失去其準確性。

3）在利用.prj文件進行轉換時，注意在定義坐標系時利用的七參數是通過當地基準面向WGS-84轉換求得的。

通過對MapInfo數據坐標轉換的研究，可以有效地解決國土資源管理工作中測繪成果坐標系不一致的困擾，該方法在一些非高精度要求的測繪圖件坐標轉換中可以得到充分的利用，及時有效地保障了工作的準確高效性，也為我們日后在該領域更深層次的研究奠定了基礎。

參考文獻

[1] 李敏，沈云中，劉春.基于MapInfo的電子地圖坐標系定義與轉換[J].測繪工程，2004，13（4）：28-29.

[2] 何興燕.基于MapInfo的福州地區坐標系定義與轉換[J].露天采礦技術，2007（2）：36-37.

[3] 石永樂，梁宏奇，李國林.AutoCAD繪圖中的坐標轉換[J].礦山測量，2006（2）.

[4] 彭愛文，曹佩瑤，張勝利.平面坐標轉換方法探討及轉換軟件的設計思路[C]//2007'全國測繪科技信息交流會暨信息網成立30周年慶典論文集，2007.

[5] 宋偉凱，周瑞，程進明.基于MicroSt ation 2004平臺矢量數據坐標轉換的程序開發[C]//江蘇省測繪學會2011年學術年會論文集，2011.

[6] 萬大斌，熊金寶，梁武南.2000國家大地坐標系在長江航道測繪啟用的思考[C]//中國航海學會航標專業委員會測繪學組學術研討會學術交流論文集，2009年.

[7] 曾泛林，李土旺.廣州市平面坐標系與1980年西安坐標系坐標轉換工具的設計與實現[C]//廣東省測繪學會第九次會員代表大會暨學術交流會論文集，2010.

[8] 吳飛.GIS建設中坐標轉換方法研究[C]//中國測繪學會九屆三次理事會暨2007年“信息化測繪論壇”學術年會論文集，2007.

[9] 鄧作文，方門福.GPS技術在深港坐標轉換中的應用[C]//廣東省測繪學會第八次會員代表大會學術交流論文集，2005.

[10] 張岳，陶校君.淺述WGS84坐標到地方坐標系的轉換[C]//地理空間信息技術及其應用論壇論文集，2005.

[11] 楊長銀.關于城市坐標系及其投影改算問題[C]//2007'全國測繪科技信息交流會暨信息網成立30周年慶典論文集，2007.

[12] 吳兆福，高飛.基于Levenberg—Marquardt神經網絡的GPS坐標轉換[C]//華東地區第九次測繪學術交流大會論文集，2005.

[13] 余永生.安徽省名山主峰海拔高程測量方法及數據處理[C]//2009全國測繪科技信息交流會暨首屆測繪博客征文頒獎論文集，2009.endprint

1.3 利用.prj進行轉換

以WGS84坐標轉換為BJ54坐標為例進行說明，步驟如下：

1）通過軟件求出BJ54坐標系轉換到WGS-84坐標系的七參數；

2）在.prj文件中定義出BJ54坐標系，然后保存；

3）在MapInfo中打開已知的.tab文件；

4）點“文件”選擇下拉菜單中的“另存副本為”，彈出“另存表為”的對話框；

5）在“另存表為”的對話框中更改表的名稱，點“投影”彈出“選擇投影”對話框，在該對話框中選擇自己定義的坐標系，最后點“另存表為”對話框中的保存即可。

2 實例分析

為了對上述坐標轉換程序和方法進行檢驗，本文采用實際的10個控制點坐標數據導入到Mapinfo中生成5條線段來參與轉換。線段名和起、終控制點坐標數據如表1所示。

2.1 基于VC和MapX方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出七參數：208.555452540641、187.953989974842、75.695433324101 、-1.626742、6.228388、-3.559023、0.402897421344201，這七個參數分別為X、Y、Z的平移參數和旋轉參數、尺度參數，把這七個參數輸入到如圖1的界面中，進行轉換，轉換的結果以與已知的數據相比較結果如表2所示。

通過以上的比較可知，利用本程序進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于分米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.2 基于AutoCAD Map 3D 方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出四參數：40.6833491024723、-117.703797824564、1.00000187185103、2.301，這四個參數分別為X、Y的平移參數、尺度參數和旋轉參數（以秒為單位），利用這四個參數和AutoCAD Map 3D下的轉換步驟進行轉換，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表3所示。

通過以上的比較可知，利用AutoCAD Map 3D進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.3 利用.prj進行轉換的實例分析

本實例采用表1中的數據，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表4所示。

通過以上的比較可知，利用.prj進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

3 結語

在以上所論述坐標轉換過程中，有三點需要注意：

1）在基于VC和MapX平臺進行坐標轉換時，MapX中默認的坐標系是WGS84的經緯度形式，所以在.tab文件調入后應該進行坐標系的定義，定義時還必須與Mapinfo中坐標系投影的定義相匹配，否則誤差會達到幾千米。在編寫坐標轉換代碼時，注意轉換公式里變量的單位，例如，利用參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，三角函數運算時是以弧度為單位的，所以調用旋轉參數時應除以206265。

2）在基于AutoCAD Map 3D進行坐標轉換時，注意導入.tab文件時應該選取屬性數據，否則在導出時屬性數據會丟失，這樣就會喪失地圖的實用性。另外在進行旋轉時輸入的旋轉參數是以度為單位，而一般的參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，在輸入時注意把秒化為度，否則坐標轉換就會失去其準確性。

3）在利用.prj文件進行轉換時，注意在定義坐標系時利用的七參數是通過當地基準面向WGS-84轉換求得的。

通過對MapInfo數據坐標轉換的研究，可以有效地解決國土資源管理工作中測繪成果坐標系不一致的困擾，該方法在一些非高精度要求的測繪圖件坐標轉換中可以得到充分的利用，及時有效地保障了工作的準確高效性，也為我們日后在該領域更深層次的研究奠定了基礎。

參考文獻

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[3] 石永樂，梁宏奇，李國林.AutoCAD繪圖中的坐標轉換[J].礦山測量，2006（2）.

[4] 彭愛文，曹佩瑤，張勝利.平面坐標轉換方法探討及轉換軟件的設計思路[C]//2007'全國測繪科技信息交流會暨信息網成立30周年慶典論文集，2007.

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[11] 楊長銀.關于城市坐標系及其投影改算問題[C]//2007'全國測繪科技信息交流會暨信息網成立30周年慶典論文集，2007.

[12] 吳兆福，高飛.基于Levenberg—Marquardt神經網絡的GPS坐標轉換[C]//華東地區第九次測繪學術交流大會論文集，2005.

[13] 余永生.安徽省名山主峰海拔高程測量方法及數據處理[C]//2009全國測繪科技信息交流會暨首屆測繪博客征文頒獎論文集，2009.endprint

1.3 利用.prj進行轉換

以WGS84坐標轉換為BJ54坐標為例進行說明，步驟如下：

1）通過軟件求出BJ54坐標系轉換到WGS-84坐標系的七參數；

2）在.prj文件中定義出BJ54坐標系，然后保存；

3）在MapInfo中打開已知的.tab文件；

4）點“文件”選擇下拉菜單中的“另存副本為”，彈出“另存表為”的對話框；

5）在“另存表為”的對話框中更改表的名稱，點“投影”彈出“選擇投影”對話框，在該對話框中選擇自己定義的坐標系，最后點“另存表為”對話框中的保存即可。

2 實例分析

為了對上述坐標轉換程序和方法進行檢驗，本文采用實際的10個控制點坐標數據導入到Mapinfo中生成5條線段來參與轉換。線段名和起、終控制點坐標數據如表1所示。

2.1 基于VC和MapX方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出七參數：208.555452540641、187.953989974842、75.695433324101 、-1.626742、6.228388、-3.559023、0.402897421344201，這七個參數分別為X、Y、Z的平移參數和旋轉參數、尺度參數，把這七個參數輸入到如圖1的界面中，進行轉換，轉換的結果以與已知的數據相比較結果如表2所示。

通過以上的比較可知，利用本程序進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于分米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.2 基于AutoCAD Map 3D 方法的實例分析

本實例采用表1中的數據，根據已知的軟件先求出四參數：40.6833491024723、-117.703797824564、1.00000187185103、2.301，這四個參數分別為X、Y的平移參數、尺度參數和旋轉參數（以秒為單位），利用這四個參數和AutoCAD Map 3D下的轉換步驟進行轉換，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表3所示。

通過以上的比較可知，利用AutoCAD Map 3D進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

2.3 利用.prj進行轉換的實例分析

本實例采用表1中的數據，轉換的結果與已知的數據相比較結果如表4所示。

通過以上的比較可知，利用.prj進行轉換求得轉換后坐標數據與已知的坐標數據之間的差值都處于米級以下，并且各個線段的屬性沒有改變，在對圖形精度要求不高的條件下，這樣的轉換精度是完全可以接受的。

3 結語

在以上所論述坐標轉換過程中，有三點需要注意：

1）在基于VC和MapX平臺進行坐標轉換時，MapX中默認的坐標系是WGS84的經緯度形式，所以在.tab文件調入后應該進行坐標系的定義，定義時還必須與Mapinfo中坐標系投影的定義相匹配，否則誤差會達到幾千米。在編寫坐標轉換代碼時，注意轉換公式里變量的單位，例如，利用參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，三角函數運算時是以弧度為單位的，所以調用旋轉參數時應除以206265。

2）在基于AutoCAD Map 3D進行坐標轉換時，注意導入.tab文件時應該選取屬性數據，否則在導出時屬性數據會丟失，這樣就會喪失地圖的實用性。另外在進行旋轉時輸入的旋轉參數是以度為單位，而一般的參數解算軟件求出的旋轉參數是以秒為單位，在輸入時注意把秒化為度，否則坐標轉換就會失去其準確性。

3）在利用.prj文件進行轉換時，注意在定義坐標系時利用的七參數是通過當地基準面向WGS-84轉換求得的。

通過對MapInfo數據坐標轉換的研究，可以有效地解決國土資源管理工作中測繪成果坐標系不一致的困擾，該方法在一些非高精度要求的測繪圖件坐標轉換中可以得到充分的利用，及時有效地保障了工作的準確高效性，也為我們日后在該領域更深層次的研究奠定了基礎。

參考文獻

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[12] 吳兆福，高飛.基于Levenberg—Marquardt神經網絡的GPS坐標轉換[C]//華東地區第九次測繪學術交流大會論文集，2005.

[13] 余永生.安徽省名山主峰海拔高程測量方法及數據處理[C]//2009全國測繪科技信息交流會暨首屆測繪博客征文頒獎論文集，2009.endprint