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一种基于ArcGIS的地方坐标与国家坐标转换新方法 廖邦固韩雪培 摘要 传统的地方坐标系和国家坐标系问的转换方法需要精确的控制点，并且需要保存原始数据和转换 后的数据，导致数据冗余．根据地方坐标系建立的原理以及地方坐标系与国家坐标系问的联系，笔者总结出一 种利用ArcGIS空间参考定义和动态投影功能实现地方坐标系和国家坐标系数据融合的简单方法，可有效克服 传统方法的缺点。 关链字 地方坐标系 I$1家坐标系 ArcGIS坐标转换 I引言 纵观传统的地方坐标和国家坐标间的转换方法，主要有三种，①，较严密的参数求解和转换后的平 差配赋；③，直接利用仿射变换公式：③，将国家坐标(地方坐标)先转换成任意带高斯投影坐标，然 后再转换为地方坐标(国家坐标)。这三种方法各有有缺点，有的可以实现很精确的转换(可达到厘米级 精度)。但他们都存在以下缺陷： 1、数据冗余，需要保存原始数据和转换后的数据。 2、需要控制点(精确的控制点获取不易)。 在实际操作中，同样的原始数据由于采用不同的转换方法或控制点，常常导致最后变换的结果不一 致。而笔者在实际操作中，根据地方坐标系和国家坐标系的联系，总结出一种利用ArcOIS空间参考定 义的方法来实现地方坐标和国家坐标间相互转换的技术，能有效的克服传统方法的缺陷。 2地方坐标系和国家坐标系间的联系 地方坐标系是建立在国家参心大地坐标系(1954年北京坐标系或1980年国家大地坐标系)基础上 的一种能有效地补偿长度投影变形值的高斯正形投影平面直角坐标系统∞。具体地方坐标系建立的原理 可参考《控制测量学》或《城市测量规范》。 根据文献①，地方坐标系和国家坐标系都是采用克氏椭球参数，且椭球的定位、定向及大地原点相 同。两坐标系统均属于高斯正形投影的平面直角坐标系统。而主要区别是投影子午线的不同，国家坐标 系采用高斯6。(3。)分带的中央经线为投影子午线，而地方坐标系采用地方原点的经度为投影子午线 的任意带高斯投影。 3ArcGIS中的空间参考 在ArcGIS中，数据物理存储的坐标值和数据的空间参考可以是分开的，也就是同样坐标值的数 据可以定义不同的空间参考(包括地理坐标系和投影坐标系)。例如北京54坐标系20带(6。分带)的 数据在ArcGIS可以认为地将其重定义为西安80坐标系2l带的数据，当然这样重定义后的数据显然是 错误的。对数据的空间参考进行定义不同于坐标转换，它并不改变存储的坐标值数据，而是赋予空间数 据坐标系的参数，ArcGIS软件再根据这些参数进行坐标系的变换。具体可参考ArcGIS的相关资料。 4利用ArcGIS进行地方坐标系的定义 既然地方坐标系和国家坐标系的主要区别是投影子午线的不同，那可以在ArcGIS中创建一个任 266 意带投影的坐标系定义，其投影类型为高斯投影，中央经线为地方坐标系原点的经度，北纬偏移量为地 方坐标系原点到赤道的距离(可参考投影书籍中的计算公式)，基准面采用ArcGIS自带的北京54基准 面(没有西安80)。以上海地方坐标系的定义为例，在ArcGIS中定义如下： 坐标系名称 高斯投影 北纬偏移 中央经线 基准面 图l 要空间数据含有足够的坐标信息，满足坐标转换的需要，不同坐标系的数据可以经过动态投影变换叠加 在一起。下图为上海地方坐标系数据和国家坐标系(3。分带)数据显示情况。 267 图2同上海l：l’万地形图叠加显示如下 268 l：l万地形图