数字地籍修补测中坐标转换的方法探讨与精度评定

柴春秋　顾继军　惠琪

【摘要】本文结合数字地籍测量工作，就1954北京坐标系与1980西安坐标系的坐标转换问题进行了分析，对适合于小面积范围的转换方法进行了探讨并对转换精度做出评定。

【关键词】 数字地籍；坐标转换；方法与精度

1. 概述

（1）城镇数字地籍测量是指应用信息、测绘等技术，测定并记录土地权属、位置、界址、面积等地籍要素和相关地形要素，提供电子数字成果的专业测绘工作，是地籍调查的重要组成部分。

（2）随着新一轮城镇数字化地籍调查工作的开展，各地国土部门都在组织测绘队伍实施城镇数字地籍测量，或在利用原测量成果的基础上进行数字地籍修补测，为确定土地权属和进行土地登记提供依据。

（3）城镇数字地籍测量的平面坐标系统一般采用1980西安坐标系（以下简称西安80）或1954北京坐标系（以下简称北京54），已有地方坐标系的也可继续沿用，但应提供与国家坐标系的转换参数。《杭州市城镇数字地籍调查技术细则》规定“县（市）应采用1980西安坐标系”。在地籍修补测工作中，如果原地籍图的平面坐标系统是1954北京坐标系，就存在图形坐标转换问题，北京54坐标系与西安80坐标系的转换方法、转换精度以及转换后能否满足数字地籍的精度要求就成为我们在实际工作中要探讨的问题。

图1

图2

（4）2007年5月，我院承担了××市城镇数字地籍调查（修补测）项目，采用西安80坐标系，在原数字地籍图（2002年施测）基础上，完成地籍数据库的更新。

（5）由于2002年数字地籍图采用的是北京54坐标系，需要先把原图转换到西安80坐标系中，然后直接采用西安80坐标系的控制点成果，采集界址点和地形碎部点数据，完成地籍修补测。

（6）为此，本文对原城区地形图的坐标转换方案和图形转换精度做了探讨和分析。

图3

图4

2. 坐标转换思路

2.1关于三维坐标的表示方法大致有三种：经纬度和高程，空间直角坐标，平面坐标和高程。北京54和西安80坐标属于平面坐标和高程这一种，通常所说的WGS-84坐标是指经纬度和高程这一种。

2.2北京54和西安80坐标系采用的是不同的椭球体，理论上没有严密的转换方法，一般而言比较严密的是用七参数法，范围较小时（最远点距离小于30Km）可采用三参数。

2.3根据工程需要，本次坐标转换为平面坐标转换，高程直接引用1985国家高程基准，不涉及空间坐标转换，测区面积较小（最远点为9Km），所以可采用同一椭球体坐标转换的四参数法。

2.4利用城区GPS D级网的两套坐标成果，选择覆盖城区且分布均匀的7个D级点作为公共点，计算坐标转换四参数。

2.5利用坐标转换专用软件和南方CASS成图软件的坐标转换功能两种方法转换，便于比较、检核转换误差。

2.6把北京54坐标控制网成果转换成西安80坐标，和西安80坐标系的解算成果相比较，统计出较差和较差中误差，作为衡量坐标转换的精度指标，这一指标的限差应参考相应等级控制网允许的点位精度。

2.7把北京54坐标系图转换到西安80坐标系后，用西安80坐标系的控制点，检查界址点及重要地物点的精度，其中包含了二次测量误差和图形转换误差，所以此项检查的标准中误差应为5cm的2倍，即8.0cm。

3. 坐标转换的实施

3.1利用覆盖城区且均匀分布的7个GPS D级点作为公共点，求得坐标转换四参数为（如图1，图2），控制点的分布如图3。

3.3 利用南方CASS成图软件的坐标转换功能，通过公共点计算四参数，可实现由北京54坐标系到西安80坐标系的图形转换， 如图5。

图5

4. 坐标转换精度评定

4.1利用坐标转换软件COORD4.2，对7个公共点的两套坐标成果，做出精度评定，数据如表1。

4.2本工程的GPS一级控制网，共277个点，通过整体平差，统一解算出1980西安坐标系成果，把北京54坐标系的成果转换为西安80成果，和80坐标系的解算成果相比较，较差最大3.7cm，最小0cm，中误差为1.47cm，统计表明坐标转换精度良好。具体数据如表2。

4.3原北京54坐标系下的图形转换到西安80坐标系后，用西安80的坐标成果打点检查了30个界址点，坐标较差最大为10.3cm，最小为1.4cm，中误差为5.65cm，小于上述所说的8cm标准中误差，数据说明原图形转换后，可以在西安80坐标系基础上进行地籍修补测。具体数据如表3。

4.4为了察看坐标转换对宗地面积的影响情况，我们还抽取了12块不同面积的宗地，转换后，发现面积较差的相对值都在十几万分之一左右，满足宗地面积的精度限差，具体数据如表4。

4.5我们用CASS成图软件的转换功能和坐标转换软件两种方法转换，对转换结果做了比较，发现两种方法转换后的坐标数据一般只相差几个毫米，这是因为两种方法对转换参数的取位不同导致，不影响图形转换精度。

5. 结束语

5.1北京54和西安80坐标系虽然采用的是不同的椭球体，但在小面积范围内，套用同一椭球体坐标转换的四参数法是可行的。

5.2在计算转换参数时，公共点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效的控制测区。不能选在测区的一端，以尽量减少转换参数误差对转换结果的影响。

5.3本次坐标转换利用公共点求得的转换参数精度可靠，数据和图形的转换结果满足工程要求。

5.4通过本次转换，实现了城区北京54数据库与西安80数据库的连接，充分利用了原有数据库，在一定程度上，降低了建库成本。

5.5通过这次地籍修补测项目，我们联测了浙江省1980西安坐标系基础控制网，建立了城区1980西安坐标系一级控制网，为我市测绘数据的统一及下一步建制镇地籍调查奠定了基础。

参考文献

[1]浙江省城镇数字地籍调查暂行规定，浙江省国土资源厅，2005

[2]杭州市城镇数字地籍调查技术细则，杭州市国土资源局，2007