基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换

前言

    坐标转换的意义在前一篇《基于二维四参数模型的坐标转换》一文中已经提到,这里就不赘言。这篇文章我将主要介绍基于布尔莎模型的7参数计算流程及转换方法。为了验证数据转换的正确性,先将该工具跟其他软件的计算结果进行对比。

转换结果验证

1.验证一

该工具北京54转西安80:

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第1张图片

对比其他转换工具:

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第2张图片

2.验证二

该工具

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第3张图片

及残差验证

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第4张图片

Coord工具同样数据计算结果

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第5张图片

此处旋转X,旋转Y,旋转Z单位为弧度,工具中单位为秒,转换后对比发现,计算结果高度一致。

7参数模型

首先来看一下7参数模型,公式如下:

包括三个平移参数,三个旋转参数,一个比例因子。但是,该模型用最小二乘法求解,还必须经过变换,变成如下

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第6张图片

再运用最小二乘法求解7参数。

7参数计算

我们知道布尔莎模型是针对空间直角坐标进行的计算,那投影坐标是如何转换成空间直角坐标的?需要以下几步

1.将投影坐标转经过高斯反算,转换成大地坐标,该步骤不需要要高程数据,但需要中央经线。

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第7张图片

2.将转换成的大地坐标,转换成空间直接坐标。该过程会使用到大地高,但大地高在测绘中没有实际意义,一般都测量正高,该值对坐标转换的影像,将在下篇文章中讨论。

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第8张图片

3.用同样的方法将其他投影坐标转换成空间直角坐标,带入布尔莎七参数模型变形模型,进行7参数计算。

注意:如果源坐标或目标坐标是大地坐标(经纬度坐标),而非投影坐标,则没有第一步骤的高斯反算过程。

7参数转换

7参数转换,遵循以下步骤:

1.将投影坐标转经过高斯反算,转换成大地坐标。

2.将转换成的大地坐标,转换成空间直接坐标。

3.带入7参数模型,求转换后空间直角坐标。

4.将步骤3中空间直角坐标转换成大地坐标。

5.将步骤4中大地坐标高斯正算,计算转换后投影坐标。

高斯正算公式

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第9张图片

小结

    高斯反算算法、以及空间直角坐标转大地坐标算法,算法的选取直接影响到转换的精度。该工具目前支持Sahpe文件、部坐标、mdb数据库、GDB数据库、dxf数据坐标转换,及批量转换。

    今天就写到这里,后期敬请关注!

附子午线弧长和底点纬度计算公式

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基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第11张图片

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第12张图片

基于布尔莎模型的7参数计算及坐标转换_第13张图片

 

 

 

 

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