国土资源“一张图”数据坐标转换技术方案探讨

周泳锋

摘要：文章通过对国土资源数据的坐标转换技术方案进行了分析探讨，通过对三维七参数转换、模型转换精度指标、转换技术路线、数据转换进行了详细的论述，希望对相关的工作提供借鉴与帮助。

关键词：2000国家大地坐标系;国土资源空间数据;坐标转换

中图分类号：P226.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0148-02

引言

国土资源空间数据为我国社会建设以及经济的发展起到了促进作用，提供了许多信息服务。通过生态文明的逐步建设，并且这方面的建设内容越来越广泛深入，对于土地的规划方面要进行全面的实践应用和多方整合工作，以及自然资源统一登记推进，对于目前和未来的跨部门资源共享的环节中，土地资源空间数据是非常重要的一部分传输内容，将会承担着非常重要的作用以及发挥更加重要的意义。

目前，国土资源空间数据很大一部分是基于北京54坐标、西安80坐标系，而且依赖于一些特殊坐标系。2000国家大地坐标系作为完全拥有自主知识产权的一套坐标系，更好地迎合现代的空间技术发展势态，进一步满足社会发展需要、国家安全建设、学术研究等多种需求的国家大地坐标系。为了让国土资源空间数据更加完善更加适合地参与到国土资源分析工作的应用和共享环节中来，提升国土资源空间数据这一方面的使用效率，在国土资源系统中大力推广和转换2000国家大地坐标系统。根据中央政府发布的一些列相关政策文件，由自然资源部进行统筹，在2018年7月之前全国范围内的每一种国土资源空间数据必须以2000国家大地坐标系为参考。

1三维七参数转换模型

因为国土資源空间数据2000国家大地坐标系的相关转换技术有规定，待转换的数据区都是局域的小部分区块（从东到西的长度大约20km，从南到北的跨度大约20km），能够更好的在三维七参数的模型中进行转换。其数学模型如下：

其中，x1，Y1，z1为原坐标系坐标，X2，Y1，Z2为2000国家大地坐标系坐标，Tx，TY，TZ，D，Rx，RY，Rz为七参数以地球中心为旋转中心的三维七参数转换模型，其转换精度不低于二自由度八参数转换模型的转换精度。

2转换精度指标

参考国家2000年国土资源数据大地坐标系的相关标准，需要将精度控制在0.1mm内，根据数据库的不同，坐标转换精度如下：

（1）1：10000空间数据库坐标转换精度为1.0m;

（2）1：5000空间数据库坐标转换精度为0.5m;

（3）1：1000空间数据库坐标转换精度为0.1m;

（4）l：500空间数据库坐标转换精度为≤0.05m。

3转换技术路线

以1980年西安坐标系向2000年国家大地坐标系的转换为例，该项目采用了三维七参数的转换参数计算方法。

3.1转换区域重合点分析

坐标域附近大约有11个GPS C级点，包括1980西安坐标系和2000国家大地坐标系。经过转换后，可以出现114度下2000国家大地坐标系的坐标（x2、Y2、z2）和1980年西安坐标系的坐标（x1、Y1、z1）。另外，从1980年西安坐标系和2000年国家大地坐标系两套坐标的11个GPS C级点中选取8个点作为控制点进行转换，其余3个点作为外部检查点。

3.2转换参数检核

3.2.1内符合精度检核

经计算验证，符合残差的中位数误差为0.000 8953，最大残差为0.0014511。最大残差小于中间误差的3倍。理论依据如下：

3.2.2外符合精度检核

外符合精度检查措施主要有：根据不考虑相关参数的情况下，对所有计算过程的三个符合点作为外部检查点;然后使用转换参数计算外部检查点的坐标，之后进行和已知的外部检查点坐标开始对比的过程。检查内外符合精度相同与否。

该推理过程和外符合精度中，中误差为0.000574，最大残差为0.000671，符合规定。

3.3转换结果检验结论

换一个角度来看，整个坐标区域的转换误差不大于0.1m，能够满足《国土资源数据2000国家大地坐标系转换技术要求》中对转换精度的要求，在地图上应小于0.1ram。通过对转换结果与其他高精度控制点和矢量数据的检验和比较，得出转换结果也满足1：500～1：10000尺度的要求。

4数据坐标转换

完成国土资源“一张图”核心数据库中的所有空间图层的坐标转换，由1980西安坐标系转换到2000国家大地坐标系，并将相关数据做好记录。根据实际应用情况，利用现有的配图文件，更新数据源，完成服务发布，同时对部分数据进行切片处理，如历年影像数据、土地利用现状数据、土地利用规划数据等。

4.1坐标转换

本项目需对所有国土资源“一张图”数据进行坐标转换，从1980西安坐标系转换到2000国家大地坐标系：

（1）得到相关参数：获取经精确计算的相关模型转换参数和坐标改正量。

（2）基于数据转换参数，利用坐标转换工具，通过单个或批量转换的方式对国土资源“一张图”核心数据库所有空间数据进行分阶段坐标转换。

（3）对于有关坐标转换的一些数据，需要做进一步精度检验，如果符合国家规定的转换精度，则可入库、利用;若不能满足数据转换精度要求，则查找原因进行修正处理。

4.2数据入库

（1）资源目录梳理：对需入库的数据资源进行梳理，构建国土资源“一张图”核心数据库资源目录体系，建立分类分层数据组织结构，形成一个树状结构。

（2）命名规范化：对需入库的数据命名进行规范化处理，在现有命名规则的基础上可优化处理，兼顾多业务、多时相、海量等特征，不但要保留数据表、数据集的特征，还需要对每个数据表或数据层做单独的区分。命名规则统一加到图层名称前面，之间以下划线“一”隔开。

（3）入库前质检：记录数据时，需要严格把控质量，数据质检内容包括完整性检查、属性检查、图形检查、逻辑一致性检查等。

（4）数据入库：将通过质检的数据进行入库。

4.3服务发布

（1）地图配图：按照相关的地图符号化规范进行符号化处理、图面整饰，形成电子地图，能够凸出重点，符号形象，界面美观。地图配图可利用现有的MXD文件，采取更新图层数据源路径的方式，基于现有的配图方案实现快速配图。

（2）发布服务并切片：利用新的数据源和配图文件，发布地图服务，同时对部分数据进行切片处理，生成地图缓存。根据数据现状分析，需发布188个地图服务，其中56个需进行切片处理。

坐标转换的整体工作流程如下（图1）：

5结束语

将目前实行的2000国家大地坐标系和地方坐标系中的国土资源空间数据资源进行相应的转换，这是一个在测绘过程中的障碍。基于三维七参数转换模型，对2000年国家大地坐标系进行转换，可以实现特定范围内的国土资源数据转换工作，并且转换精度满足国家规定要求，也符合工程应用标准。