省级DOM数据统一到2000国家坐标系技术方案

张 丹，陈正魁，王海涛,3

（1.湖北省基础地理信息中心(湖北省北斗卫星导航应用技术研究院)，湖北 武汉 430074；2.武汉海达数云技术有限公司， 湖北 武汉430223；3.中国地质大学（武汉）国家地理信息系统工程技术研究中心，湖北 武汉 430074）

湖北省测绘地理信息局正射影像成果覆盖全省103个县（市、区）级单位约18.59万km2，涵盖1∶500、1∶1 000、1∶2 000、1∶5 000、1∶10 000等基本比例尺。正射影像坐标系统采用1980西安平面坐标系，高斯克吕格投影，3°分带，中央子午线分别为108°、111°、114°、117°。其中，1∶2 000比例尺正射影像成果覆盖全省，地面分辨率优于0.5 m，包括0.2 m、0.4 m和0.5 m。正射影像图采用梯形分幅，以1:5 000地形图为基础，按经差37.5"、纬差37.5″进行分幅。其图幅编号以1∶5 000编号分别加短线，再加顺序号1、2、3、4、5、6表示。

湖北省开展农村土地承包经营权确权登记颁证工作，正射影像底图采用2000国家平面坐标系，高斯克吕格投影，3°分带，需要从原1980西安坐标系进行转换。影像比例尺为1∶2 000，矩形分幅，分辨率优于0.5 m。

湖北省开展第一次全国地理国情普查，正射影像成果采用2000国家大地坐标系，高斯克吕格投影，3°分带，需要从原1980西安坐标系进行转换。正射影像成果采用1∶10 000标准分幅，分辨率统一为0.5 m。

1 坐标转换原理

坐标转换有多种转换模型［1,2］。其中，二维七参数转换模型是一种空间坐标转换的严密模型，适用于椭球面3°及以上的省级及全国范围控制点坐标转换［3-5］。坐标转换原理如下［6,7］：

1）转换参数计算与检核。从湖北省GPS基础控制网C级点/B级点中选取在1980西安坐标系和2000国家坐标系下均有坐标成果的点作为重合点，用于转换参数计算，并选取5%的重合点用于转换参数检核。用于转换参数计算和检核的重合点均要求分布均匀，覆盖全省。

2）坐标转换原理。首先对西安1980平面坐标进行高斯反算，得到1980西安坐标系椭球下的大地坐标；然后根据二维七参数模型和转换参数，将坐标转换为2000国家坐标系椭球的大地坐标，最后经高斯正算得到国家2000平面坐标，如图1所示。

图1 坐标转换原理

2 承包地确权影像转换方案

农村土地承包经营权确权登记颁证工作正射影像底图坐标转换的数据源：湖北省各县（市、区）1∶2 000比例尺正射影像，1980西安平面坐标系，高斯克吕格投影，3°分带。

转换方案为：

第一步，跨带分析。对某地区1980西安坐标系下影像进行分析，判断影像范围是否跨带。若跨带，将不同带号的影像分开处理，在跨带接边处获取重叠区域影像进行换带，再进行坐标转换；若不跨带，再对影像分辨率进行分析。

第二步，分辨率分析。若存在多个分辨率，将不同分辨率的影像分开处理，若原始影像分辨率统一，则直接进行坐标转换。

第三步，坐标转换。对影像进行批量镶嵌，将影像从1980西安平面坐标系转换到2000国家平面坐标系。

第四步，影像归档。对转换后的影像进行重采样，按照1∶2 000比例尺矩形分幅规则对影像进行裁剪，然后按一定的文件夹规则组织归档。

第五步，影像质检。对影像转换结果进行质检。

详细方案流程如图2所示。

图2 坐标转换方案

3 地理国情普查影像转换方案

湖北省第一次全国地理国情普查影像坐标转换的数据源：以1∶10 000正射影像为主要数据源，基础测绘项目和农村土地经营权影像底图等正射影像为辅助数据源，影像坐标系统为1980西安平面坐标系，高斯克吕格投影，3°分带。

转换方案为：

第一步，分辨率分析。分析影像分辨力，若存在多个分辨力，将不同分辨率的影像分开处理；若原始影像分辨率统一，则直接进行坐标转换。

第二步，坐标转换。对影像进行批量镶嵌，将影像从1980西安平面坐标系转换到2000国家大地坐标系。

第三步，影像归档。对转换后的影像进行重采样，按照1∶10 000比例尺标准分幅规则对影像进行裁剪，然后按一定的文件夹规则组织归档。

第四步，影像质检。对影像转换结果进行质检。详细方案流程如图3所示。

4 技术难点及解决方案

图3 坐标转换方案

湖北省地域范围介于 29°05'N～33°20' N、 108°21'E～116°07' E之间，横跨36、37、38、39共计4个带，中央子午线分别为 108°E、111°E、114°E 和 117°E。在坐标转换过程中，不同子午线接边处容易出现漏洞。所以，坐标转换的第一个技术难点就是解决不同子午线接边处的漏洞问题。针对该问题，采用不同子午线接边处影像换带转换坐标的方法解决。以中央子午线111°和114°为例，首先，对中央子午线为114°的影像进行坐标转换；同时，在111°和114°影像接边处，选取若干中央子午线为114°的影像，换带到中央子午线111°，将换带后的影像与中央子午线为111°的影像共同进行坐标转换，消除不同子午线接边处漏洞。

另外，原始影像存在0.2 m、0.4 m和0.5 m等多种分辨率。1980西安坐标系下影像采用经纬线分幅，2000国家坐标系下影像采用矩形分幅，在坐标转换过程中，不同分辨率接边处存在不满幅的问题。所以，坐标转换的第二个技术难点就是解决不同分辨率影像坐标转换的问题。针对该问题，采用不同分辨率影像坐标转换结果进行融合的方法解决。以分辨率0.2 m和0.4 m为例，首先将0.2 m影像和0.4 m影像分别进行坐标转换；然后将0.4 m影像融合到0.2 m影像，解决不同分辨率接边处不满幅的问题。

影像坐标转换完成后，需要对转换后的影像坐标精度、不同子午线接边处影像、不同分辨率接边处影像进行检查，直至合格为止。

5 结 语

分析了湖北省现有的正射影像成果，提出了1980西安坐标系统一到2000国家坐标系的技术方案，并针对湖北省农村土地承包经营权确权登记颁证工作，以及湖北省第一次全国地理国情普查工作的具体需求，对坐标转换过程中存在的多分辨率、 区域跨带等技术难点提出了有效的解决办法。通过项目实践证明，该方案切实可行。目前，该坐标转换方案已应用于湖北省多个县（市、区）的坐标转换工作，对今后其他省市地区影像坐标转换具有参考意义。

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