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數字正射影像圖向2000國家大地坐標係轉換的原理和方法研究

時間:2019-10-21 信息來源:科技外事處

數字正射影像圖向2000國家大地坐標係轉換的原理和方法研究

前  言

麵對著數字的正射影像圖實現成果逐漸向著2000國家大地的坐標係實際轉換各種操作需求,現階段主要運用現行GlobalMapper、ARCGIS、ERDAS等一些國外商業係統軟件實現轉換。鑒於此,為了另辟蹊徑,本文主要介紹了一種借助自主開發係統軟件來實現該數字的正射影像圖實際成果向著2000國家大地的坐標係實際轉換處理原理及方法,望能夠為相關專家及學者對這一課題的深入研究提供有價值的參考或者依據。

1計算分析過程

坐標轉換數學列式涉及到同橢球狀況下高斯的正反算、橢球之間七參數的轉換。高斯的正反算相對較為常規化,本文在此並不作進一步的闡述。橢球之間七參數的轉換為本文核心算法加以闡述分析。數字影像的采樣插值計算方法主要運用雙線性的內插計算方法,本文對此也不加以闡述。橢球之間七參數的轉換計算流程即為:以某目標點E,中央的子午線為114°,西安80坐標其高斯投影的坐標Z80、Y80、X80轉換對應著2000國家大地的坐標係當中目標點F,中央的子午線為114°,高斯投影的坐標Z2000、Y2000、X2000為例子,依據下列計算流程實施,如圖1所示,為流程實現框架圖。①通過高斯的反算把西安80源的投影坐標Z80、Y80、X80,均轉換成西安80橢球的維度;②把西安80橢球的經緯度H80、L80、B80均轉換成80橢球所在空間直角的坐標係當中坐標Z、Y、X;③把80橢球所在空間直角的坐標係當中坐標Z、Y、X,均通過旋轉、縮放、平移等,七參數均轉換成2000橢球所在空間直角的坐標係當中坐標Z、Y、X;④把2000橢球所在空間直角的坐標係當中坐標Z、Y、X,均轉換成2000橢球之下經緯度的坐標H2000、L2000、B2000;⑤通過高斯的正算把2000橢球之下經緯度的坐標H2000、L2000、B2000,均轉換成目標點相應坐標2000國家大地坐標係的投影坐標Z2000、Y2000、X2000。

2自主開發係統軟件介紹及轉換案例

2.1自主開發係統軟件主操作界麵

自軟件係統以GDAL/OGR、OPENCV、VC++6.0為基礎開發出來的,讀取與存儲影像,Erdasimagine係統格式為GDAL庫,PNG、JPG、BMP、TIF影像格式為OPENCV庫,影像重的采樣處理及數值計算等影像專業算法為提升處理效率及兼容性等,運用底層的開發。係統軟件主操作界麵。

2.2係統功能

係統軟件可對於*.jpg*.bmp*.tif*.img,實現格式數字的正射影像,數字的線劃圖格式為(*.shp)shapefile,激光點雲格式為(*.las),數字高程的模型更是為(*.dem),控製點明碼格式為(*.txt),實現批量的坐標係轉換。坐標係轉換主要包含著:①支持相同橢球(自定義的橢球、CGCS2000、WGS84、IAG75、克拉索夫的橢球)高斯克的呂格、蘭勃特的投影、UTM等方式,自定義其中央的子午線地理坐標及投影坐標,實現相互轉換;②支持不同的橢球之間三維七的參數轉換;③支持著不同橢球之間二維七的參數高程式geoid轉換及平麵轉換。

2.3 DOM坐標的轉換案例

實際的工程案例當中,把1:1000較大比例尺所在正射影像的成果,自西安80的坐標係統,中央的子午線114°、高斯克的呂格投影等,均轉換成2000國家大地的坐標錫係統,實現高斯克的呂格投影及中央的子午線113.5°該成果。①點擊3-1主操作界麵當中數字的正射影像該按鈕,便會自動彈出數字影像大批量式坐標係轉換界麵。瀏覽擇選設置為轉換前期影像路徑及轉換後期影像存儲的路徑;②點擊上個操作步驟中轉換按鈕,自動彈出數字的正射影像經轉換後主要參數設置係統界麵。設定轉換之後影像的成果地麵實際分辨率(降/升采樣);設定轉換之後空白區域的填充色;設定可允許填漏窗口的尺寸與濾波方式;③點擊上個操作步驟中確定按鈕,自動彈出源坐標係的設置界麵,設定好轉換影像主要對象源的坐標係各項參數;④點擊上個操作步驟中接受設置該按鈕,自動彈出目標的坐標係主要設置界麵。設定好轉換影像主要對象目標的坐標係各項參數;⑤點擊上個操作步驟中接受設置該按鈕,自動彈出高程轉換的方式主要設置界麵。設定高程轉換采用方式,如高程異常的模型改正、二維轉換、三維轉換等;⑥點擊上個操作步驟中接受設置該按鈕,自動彈出跨橢球之間轉換的七參數主要設置界麵。設定好橢球之間轉換的七參數(可自測定區域4個以上對於實測的三維坐標係解算所得);⑦點擊上個操作步驟中接受設置該按鈕,程序便會自動運行,一直到全部影像的對象均已處理完畢。

3 結  語

綜上所述,本文大致講述了通過自主的開發係統軟件,來實現數字的正射影像成果向著2000國家大地的(坐標係具體轉換原理及方法。著重介紹不同的橢球相互間七參數的轉換算法實際操作過程。通過DOM西安80的坐標向著2000國家大地的坐標係實現轉換實踐操作案例,全麵介紹自主開發係統軟件使用方法及實現過程。自主地掌握核心技術,為著各類地理信息化產品坐標係轉換處理提供完善的操作流程及軟件係統處理方案。開發軟件係統界麵友好、穩健的算法,讓數據對象能夠與主流的GIS係統軟件實現無縫隙對接與兼容等,在實際工程當中具有較高的經濟效益及應用價值。

                                                      摘自:《居舍》2019年第23期

 

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