利用91卫图助手软件实现林业矢量数据坐标系的转换

马晓伟

(永平县林业和草原局，云南 永平 672600)

1 问题导出

随着GIS、GPS、RS软件在林业工作中应用的越来越广泛，在森林和草原资源调查、森林资源管理“一张图”年度更新、湿地资源管理、退耕还林、林业规划作业设计等工作中产生相应的矢量数据，以永平县为例，其矢量数据坐标系多采用WGS84、北京54坐标系和西安80坐标系，由于坐标系不统一，造成矢量数据在ArcGIS软件中显示的坐标不一致，同一位置的调查成果矢量数据不能准确地叠加在一起，给永平县的林业管理工作造成诸多困扰。

为了使各类自然资源矢量数据成果通用，与国土、农业等部门实现数据共享，根据国务院关于推广使用2000国家大地坐标系的有关要求，自然资源部确定自2018年7月1日起全面使用2000国家大地坐标系(CGCS2000)。由于坐标系转换需要本地参数，而参数是国家保密的，若使用91卫图助手软件计算出本地参数，能在一定程度上提高工作效率，具有一定的实用价值。

2 所需软件简介

2.1 91卫图助手(免费版)软件

91卫图助手(免费版)软件具备强大的标注(勾绘)功能和图层管理功能，支持 KML、SHP等多种格式矢量数据导入导出，支持WGS84、西安80、北京54、国家2000以及地方独立坐标系等多种坐标系及投影。支持坐标系转换、在线标注(勾绘)、格式转换、矢量套合等多种功能，支持与ArcGIS软件无缝对接。其Google Earth影像的坐标系为WGS84坐标系。

2.2 ArcGIS软件

ArcGIS是由Esri公司开发研制的一套完整的GIS应用平台。能实现林业和草原资源调查数据采集、编辑、分析和存储等多种功能，已广泛应用于林业工作中。其可以通过转换参数对矢量数据进行投影坐标转换，但尚无转换参数计算功能。

3 北京54坐标系矢量数据在各种坐标下叠加结果

以“永平县2008年造林项目的矢量数据(.shp格式，北京54坐标系)”为例进行探究，西安80坐标系转换的方法和步骤与其一致。北京54坐标系矢量数据在ArcGIS软件里分别与WGS84、西安80、国家2000坐标系的影像叠加后，由于各数据坐标系不一致，叠加的数据与影像有一定的位置偏移，无法实现数据与影像的完全套合，如图1，图2，图3所示。

4 坐标转换参数的计算

不同坐标系矢量数据的转换首要解决的问题就是坐标系转换参数，而坐标系转换参数是保密的，需通过当地测绘部门购买。这里所指的坐标系转换参数(七参数)是通过91卫图助手软件工具“计算坐标系转换参数”获取到的。

图1 北京54坐标系矢量数据与西安80坐标系叠加结果

图2 北京54坐标系矢量数据与国家2000坐标系叠加结果

图3 北京54坐标系矢量数据与WGS84坐标系叠加结果

4.1 求取公共点

打开91卫图助手软件，在实用工具菜单下点击“坐标转换参数”工具，弹出“计算坐标系转换参数”对话框，点击点0文本框，再点击“请从地图中取点”然后把鼠标移至91卫图助手软件卫星影像一个公共点上并点击，WGS84坐标系经纬度投影点0文本框中会出现经纬度值(如：99.546188607,25.372653871)。点1、点2操作亦如此。

打开ArcGIS软件，添加配准好的北京54坐标系栅格影像图，在影像图上找到与上述公共点相吻合的位置，记下其坐标值。打开91卫图助手软件的“计算坐标系转换参数”对话框，在“北京54坐标系高斯投影”下点击0文本框并输入记录的坐标值(如：554951,207518)。点1、点2操作亦如此。这样就获得3组(点0、点1、点2)公共点坐标。

公共点建议使用3组以上，在同一位置且地貌点明显，如房屋的拐角、道路的交叉口、池塘的拐角、田埂交叉点等，取点位置要处于一个村民委员会行政界线范围之内且平均分布，则91卫图助手和ArcGIS软件公共点匹配的精度就高；若范围过大，则2个软件公共点匹配的吻合度会有偏差，精度有所降低。

4.2 计算并保存坐标系转换参数

在获得3组公共点的坐标后，输入永平县中央子午线：99度，之后点击“计算参数”、“计算坐标系转换参数”对话框的“转换参数(七参数)”，就自动计算出数值，最后点击“保存参数”，将计算的参数保存为“坐标转换参数.txt”文本文档，以备后期使用(图4，图5)。

图4 91卫图助手软件“计算坐标系转换参数”

5 矢量数据坐标系的转换

5.1 北京54坐标系转换为WGS84坐标系

打开91卫图助手软件，在矢量标绘菜单下点击“加载矢量”工具,打开.shp文件，在弹出的“打开矢量文件”对话框中添加“2008年造林项目.shp”文件，“坐标投影”选择“北京54坐标系高斯投影”，并导入已存储好的“坐标转换参数.txt”,点击确定，“2008年造林项目.shp”矢量数据就与91卫图助手软件Google Earth影像叠加在一起(图6)，实现了北京54坐标系向WGS84坐标系的转换。

图5 保存的坐标转换参数

图6 坐标系叠加结果Fig.6 Overlapping results of coordinate systems

5.2 WGS84坐标系转换为国家2000坐标系

根据参考文献[4]文章的引述及分析，在坐标系的实现精度范围内，国家2000坐标系与WGS84坐标系是一致的，即WGS84坐标系的矢量数据不需要转换参数就可直接转换为国家2000坐标系。

在91卫图助手软件矢量标绘菜单下点击保存矢量，在弹出的“保存矢量文件”对话框中选中“2008年造林项目”→保存形式为“.shp”→选择保存文件的位置→坐标投影为“国家2000坐标系高斯投影”→确定，即可实现WGS84坐标系向国家2000坐标系的转换。

6 结语

通过利用91卫图助手软件计算出来的坐标系转换参数实现了北京54、西安80、WGS84、国家2000坐标系之间的相互转换，在ArcGIS软件中使各调查成果矢量数据能够充分吻合，解决了基层林业工作中基础矢量数据坐标系转换问题，促进各部门、各行业矢量数据的直接对接，达到信息共享，同时助力于坐标系转换工作。