關于坐標轉換方法的探討

楊曉華，陳亮偉，皮志強

（江西省煤田地質局 二二七地質隊，江西 吉安343009）

1 概述

近幾年來，在測繪行政主管部門的推動下，我國西安1980坐標系正在逐步得到推廣和使用，現有的1954北京坐標系將逐漸向1980西安坐標系過渡。

二二七隊地勘院承接了永豐縣東華山南部鐵礦區預查項目，中央子午線：117°，1954北京坐標系；新干縣洞口煤礦區預查項目，中央子午線：117°，1954北京坐標系；安福縣楓田煤礦區地質調查評價報告項目，中央子午線：117°，1954北京坐標系。三個礦區同時立項，并要求礦區界點提交西安1980坐標系，3度分帶，成果資料為直角平面坐標和地理坐標。

2 工作準備及區域坐標網的建立

1）現有資料

（1）利用礦業權核查時收集的資料，安福縣有10個國家C級已知點，它們是錢山、滸坑、章莊、山莊、土橋、洋溪、寮塘、橫龍、楓田和竹江；吉水縣有盤谷、雙村、八都、醪橋、吉水、烏江、白水、江口及九峰山共9個國家C級已知點；吉安縣有固江、桐坪、敖城、永陽、興橋、天河、敦厚、油田及阜田共9個國家C級已知點；萬安縣有沙坪、武術、沙洲、萬安、嘉湖、高陂、潞田、百嘉及均村共9個國家C級已知點；新干縣有1個國家點：人民廣場；峽江縣有2個國家C級已知點：金江、潭江；永豐縣有佐龍等4個國家C級已知點。

（2）1：10000紙質礦山地形圖各一份。

2）工作環境

（1）硬件環境：聯想電腦一臺，汽車一輛。

（2）軟件環境：Coord與Cass軟件。

3）資料利用分析

采用礦業權核查對口縣（安福、吉水、萬安、吉安）的國家C級已知點，可以獲取四縣的準確轉換參數，對于峽江、永豐及新干三縣，已知點數量不夠，不能直接獲得準確轉換參數，在資料現勢性不好的情況下，建立區域坐標網是必要的選擇方法。

4）區域坐標網的建立

根據已有資料的現勢性，選擇3個礦區為中心區，以縣為單位做半徑，建立一個區域直角平面坐標網，橫跨安福、新干、峽江、吉水和永豐五縣，每個縣選擇一個國家已知點，以5個國家C級點組網，即v338、v376、v391、v450和v353等5個公共點坐標對，點距為15～70km，面積覆蓋3個礦區，以滿足礦區坐標轉換的需要。

3 坐標轉換方法

1）坐標數據轉換方法

北京54坐標系和西安80坐標系屬不同橢球體之間的坐標轉換，作為這種轉換，在同一個橢球里的轉換都是嚴密的，而在不同的橢球之間的轉換是不嚴密的，因此不存在一套轉換參數可以全國通用的，在每個地方會不一樣，因為它們是兩個不同的橢球基準。

2）操作步驟

（1）數據坐標轉換過程：用坐標數據轉換軟件—Coord，打開彈出坐標轉換界面—點擊坐標轉換項—計算四參數－輸入源坐標，第一點54坐標，再輸入目標坐標，即第一點80坐標—增加—依次輸入第二、第三至第五點增加—點擊計算—確定，顯示內容如圖1，再確定，顯示內容如圖2，此時輸入源坐標為礦界54坐標，單擊轉換坐標項，輸出80坐標，依次單點輸入完成計算，并另存為南方cass數據格式＊.dat，以備圖形轉換使用。

圖1 坐標轉換界面

圖2 坐標的轉換

（2）圖形轉換過程：雙擊南方cass7.1軟件，打開圖形文件，單擊繪圖處理—展外業測點—點擊測點文件＊.dat，54坐標和80坐標同時展在圖上，再選擇菜單欄中地物編輯—坐標轉換—拾取轉換前（54）Y、X—再拾取轉換后（80）Y、X—添加，第一點坐標對添加完成，接著第二點至第N點結束添加，點擊計算轉換參數，顯示內容圖3，單擊轉換—窗口顯示選擇框住全部圖形—彈右鍵確定，圖形轉換操作步驟完成。

圖3 圖形轉換

4 結果分析

坐標系統轉換之后，根據全國礦業權實地核查對礦界拐點的精度要求，誤差小于或等于7mm。在圖形中量取地物點的坐標值，對這些地物點進行了野外實測對比結果為：轉換后的地物點坐標數據與實測數據相差±1到±2 cm之間（見表1），符合《工程測量規范》GB50026－2007規定的精度要求（見表2）。

表1 地物點的精度對比

表2 圖上地物點的點位中誤差

6 結語

區域坐標網的建立為坐標轉換工作帶來了極大的方便，不僅數據可靠而且可以減輕工作繁瑣程度，節省了開支。同時應注意一些問題：

1）選定礦界拐點作為轉換公共點，因為全圖礦界拐點分布均勻。

2）坐標網的精度決定了礦界拐點的轉換精度。

3）在坐標數據轉換前一定要認真核對坐標源數據。

4）不同坐標系之間圖紙的轉換應根據其坐標系明確轉換方式。