市級(jí)2000國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

丁慶福　周曉　孫棟

摘 要：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系是我國(guó)建立使用的第一個(gè)地心坐標(biāo)系，根據(jù)原國(guó)家測(cè)繪地理信息局要求，山東省2018年組織開(kāi)展了全省國(guó)土資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作，市一級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要工作繁雜、數(shù)據(jù)量大；我院率先開(kāi)展試點(diǎn)地級(jí)市國(guó)土資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作，本文詳細(xì)介紹了市級(jí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的流程和經(jīng)驗(yàn)；為全省其他地區(qū)轉(zhuǎn)換工作以及后期國(guó)土資源工作中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供參考。

關(guān)鍵詞：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 國(guó)土資源數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P226.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（b）-0151-02

Abstract： China Geodetic Coordinate System is the first geocentric coordinate system established and used in China. According to the requirements of the former National Bureau of Surveying and Mapping Geographic Information， Shandong Province organizes comprehensive data conversion. Municipal level land and resources data conversion needs complicated work and large amount of data. As a pilot area at the municipal level， Pilot City takes the lead in the transformation work. This paper introduces the process and experience of city-level data conversion in detail. It provides reference for data conversion in other areas of the province.

Key Words： CGCS2000； Coordinate conversion； Land and resources data

隨著地球空間信息技術(shù)的快速發(fā)展，原有參心坐標(biāo)系逐漸難以滿足發(fā)展需求，國(guó)際上很多發(fā)達(dá)國(guó)家都已使用高精度的大地坐標(biāo)系統(tǒng)——地心坐標(biāo)系[1]；2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（英文縮寫CGCS2000）是我國(guó)建立使用的第一個(gè)地心坐標(biāo)系，早在2008年國(guó)務(wù)院就已經(jīng)批準(zhǔn)全國(guó)范圍推廣使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系[2]。根據(jù)原國(guó)家國(guó)家測(cè)繪地理信息局要求，山東省也組織開(kāi)展了國(guó)土資源數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作[3]。選擇一地級(jí)市作為試點(diǎn)區(qū)率先開(kāi)展轉(zhuǎn)換工作。我院使用自主研發(fā)的CGCS2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換軟件實(shí)施轉(zhuǎn)換，本文借助試點(diǎn)市2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作的開(kāi)展情況，介紹市級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的總體工作流程和經(jīng)驗(yàn)。

1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換總體路線

首先，收集改市國(guó)土資源存量數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析；結(jié)合該市實(shí)際情況編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書；按照數(shù)據(jù)的格式、原始坐標(biāo)信息等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分門別類的整理；準(zhǔn)備充分，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；最后，對(duì)轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查；不合格的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并重新轉(zhuǎn)換；直至合格，最后對(duì)于轉(zhuǎn)換后檢查合格的數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔處理，技術(shù)路線如圖1所示。

1.1 已有成果分析

確定數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)的用途、應(yīng)用部門，明確數(shù)據(jù)的范圍大小。分析原始數(shù)據(jù)組織方式和存儲(chǔ)格式[4]，涉及本次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換任務(wù)的國(guó)土資源數(shù)據(jù)類型有矢量數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、柵格影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型、文本數(shù)據(jù)（如控制點(diǎn)、像控點(diǎn)等）。

分析源數(shù)據(jù)的坐標(biāo)參考信息，明確原始數(shù)據(jù)的地理坐標(biāo)或平面坐標(biāo)的參考橢球、投影方式、中央子午線、帶號(hào)[5]；分析明確地方獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)的參數(shù)信息。根據(jù)不同數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)換方法，確定是否可直接轉(zhuǎn)換，結(jié)合2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換軟件運(yùn)行特點(diǎn)，做好技術(shù)設(shè)計(jì)。

1.2 編制技術(shù)設(shè)計(jì)書

結(jié)合試點(diǎn)市國(guó)土空間數(shù)據(jù)整理分析情況，《山東省國(guó)土資源數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作實(shí)施方案》、《國(guó)土資源數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換技術(shù)要求》、《國(guó)土空間數(shù)據(jù)CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件測(cè)試大綱》等文件，編寫試點(diǎn)市國(guó)土資源數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換技術(shù)設(shè)計(jì)書。

1.3 數(shù)據(jù)分類整理、轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的整理分類；經(jīng)整理分析市級(jí)國(guó)土資源存量數(shù)據(jù)大部分為1980西安坐標(biāo)系，轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)系統(tǒng)一為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，投影坐標(biāo)系依然為高斯-克呂格投影，中央經(jīng)線與原始數(shù)據(jù)保持一致。部分存量數(shù)據(jù)為地理坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)按2000國(guó)家大地坐標(biāo)系地理坐標(biāo)表示。

數(shù)據(jù)組織及格式主要由以下幾類。

點(diǎn)文本，主要包括控制點(diǎn)文件、像控點(diǎn)文件、測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)文件，主要以縱坐標(biāo)值和橫坐標(biāo)值按列存儲(chǔ)；文件格式主要有TXT文件、Excel文件、CSV文件等。

矢量文件，市級(jí)主要矢量數(shù)據(jù)有矢量點(diǎn)、矢量線、矢量面，和包括點(diǎn)線面在內(nèi)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)文件。以點(diǎn)線面的形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)或特定數(shù)據(jù)文件中。數(shù)據(jù)格式主要有：SHP、MDB、GDB、MapGIS 6.x數(shù)據(jù)。

數(shù)字正射影像（DOM）數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)格式有IMG、TIF、MapGIS。

數(shù)字高程模型（DEM），覆蓋市域和主要中心區(qū)域，數(shù)據(jù)組織方式以標(biāo)準(zhǔn)分幅存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式以ARCGIS GRD數(shù)據(jù)格式為主。

上述工作完成后，借助2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換軟件，按照不同格式和坐標(biāo)分類，逐一轉(zhuǎn)換。

1.4 成果質(zhì)量檢查

嚴(yán)格的質(zhì)量檢查是轉(zhuǎn)換成功與否的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容有以下幾方面內(nèi)容[6]。

空間參考檢查。即檢查數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)、投影參數(shù)包括投影帶、中央子午線等是否與轉(zhuǎn)換前保持一致。

位置精度檢查。比對(duì)數(shù)字正射影像、控制點(diǎn)等數(shù)據(jù)，檢查要素圖形的位置精度是否符合要求。比對(duì)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換前后分幅數(shù)據(jù)相鄰區(qū)域是否保持接邊精度完好。柵格數(shù)據(jù)（DOM）和數(shù)字高程模型（DEM）分辨率轉(zhuǎn)換前后一致，檢查柵格行列數(shù)是否保持一致。檢查轉(zhuǎn)換前后數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)高程值是否正確。

屬性精度檢查。檢查轉(zhuǎn)換后要素各屬性項(xiàng)是否完整、屬性值是否正確。檢查影像數(shù)據(jù)色彩級(jí)別一致性，像元灰度分級(jí)一致性檢查。通過(guò)檢查真彩色RGB通道位深，明確區(qū)分32位、16位、8位，以保證影像轉(zhuǎn)換前后的色彩模式、視覺(jué)效果一致。檢查數(shù)字高程模型DEM高程值精度、高程值存儲(chǔ)格式是否一致。

數(shù)據(jù)格式正確性檢查。檢查各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后存儲(chǔ)格式是否完全一致。

邏輯一致性檢查。邏輯一致性要求如下：轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，文本坐標(biāo)文件中點(diǎn)號(hào)、高程、中誤差等附屬項(xiàng)無(wú)丟失；數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量層數(shù)和層名前后一致，保持轉(zhuǎn)換前后屬性表完整一致。檢查拓?fù)湟恢滦裕ǎㄖ丿B、相接、連續(xù)、縫隙等）；檢查影像數(shù)據(jù)波段數(shù)是否一致；檢查影像數(shù)據(jù)色彩級(jí)別一致性，檢查像元灰度分級(jí)前后一致性。

附件質(zhì)量檢查。檢查附屬數(shù)據(jù)是否完善，隨原始存量空間數(shù)據(jù)的電子表格、圖件資料、說(shuō)明性文檔（如設(shè)計(jì)書、總結(jié)等）應(yīng)保留完整。

2 結(jié)語(yǔ)

市一級(jí)國(guó)土資源數(shù)據(jù)類型都具有相似性，數(shù)據(jù)種類比較繁雜，不僅有國(guó)家統(tǒng)一的土地管理空間數(shù)據(jù)，也有地方專項(xiàng)國(guó)土管理空間數(shù)據(jù)。合理的轉(zhuǎn)換流程方法能取得較高的轉(zhuǎn)換精度和效率。嚴(yán)格數(shù)據(jù)收集分析、數(shù)據(jù)整理、嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，都能使得轉(zhuǎn)換工作事半功倍。

參考文獻(xiàn)

[1] 寧津生，王華，程鵬飛，等.2000國(guó)家大地坐標(biāo)系框架體系建設(shè)及其進(jìn)展[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：信息科學(xué)版，2015，40（5）：569-573.

[2] 陳俊勇.與動(dòng)態(tài)地球和信息時(shí)代相應(yīng)的中國(guó)現(xiàn)代大地基準(zhǔn)[J].大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2008（4）：1-6.

[3] 山東省國(guó)土資源廳.關(guān)于加快使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的通知[EB/OL].http：//www.sddlr.gov.cn/root20/gkml/201709/t20170908_102825.html.

[4] 鄔倫.地理信息系統(tǒng)原理方法和應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[5] 方俊.橫軸墨卡托投影和高斯-克呂格投影[J].地理學(xué)報(bào)，1955（1）：87-99.

[6] 曹陽(yáng).空間數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2008.