MapInfo二次開發(fā)在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

李 東，毛之琳

(國家測繪地理信息局大地測量數(shù)據(jù)處理中心，陜西西安710054)

MapInfo二次開發(fā)在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

李 東，毛之琳

(國家測繪地理信息局大地測量數(shù)據(jù)處理中心，陜西西安710054)

在VC++環(huán)境下運用MapInfo軟件進(jìn)行二次開發(fā)，編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序。利用OLE技術(shù)與MapInfo建立聯(lián)系，實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的地理信息處理功能，使用戶直觀了解轉(zhuǎn)換區(qū)域位置、大小、點位分布及轉(zhuǎn)換殘差情況，并可在圖中對重合點進(jìn)行取舍。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;OLE;二次開發(fā)

一、引 言

測繪工程中經(jīng)常涉及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理的問題，而轉(zhuǎn)換精度的高低將直接影響著工程質(zhì)量。轉(zhuǎn)換精度除與數(shù)學(xué)模型有關(guān)外，更主要是與重合點分布、精度、個數(shù)等因素有關(guān)。即使程序輸出的轉(zhuǎn)換成果精度很高，但因重合點采用不當(dāng)，轉(zhuǎn)換成果質(zhì)量也將受到質(zhì)疑。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實質(zhì)是為了尋找最佳轉(zhuǎn)換參數(shù)，是不斷對重合點進(jìn)行取舍的過程。準(zhǔn)確判斷重合點的數(shù)量及分布是否達(dá)到要求，找出粗差點所在位置并剔除是轉(zhuǎn)換處理的重要環(huán)節(jié)。如果坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與圖形相脫節(jié)，各種點位及殘差分布不清，容易造成轉(zhuǎn)換成果的質(zhì)量問題。筆者在VC++環(huán)境下集成MapInfo編制坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序，將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與圖形有效地結(jié)合，不僅可實現(xiàn)地理信息二次開發(fā)的放大、選擇、平移等基本功能，而且可實現(xiàn)繪制點位分布圖和轉(zhuǎn)換殘差圖，并可對重合點和外檢點進(jìn)行增刪。通過顯示行政區(qū)圖和基本比例尺地形圖范圍，可清楚了解轉(zhuǎn)換區(qū)域位置及大小，使坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理更加直觀容易。

二、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基本原理

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本原理是利用兩種不同坐標(biāo)系重合點坐標(biāo)和數(shù)學(xué)模型，通過最小二乘法獲取最小殘差的轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后利用轉(zhuǎn)換參數(shù)計算待定點坐標(biāo)［1-2］。

1.數(shù)學(xué)模型

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換常用的數(shù)學(xué)模型有平面四參數(shù)模型和Brush七參數(shù)模型，基本可滿足各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的需要。以平面四參數(shù)模型為例

式中，x0、y0為平移參數(shù);α為旋轉(zhuǎn)參數(shù);m為尺度參數(shù);(x2，y2)為輸出平面直角坐標(biāo);(x1，y1)為輸入平面直角坐標(biāo)。

2.重合點選取原則

不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的前提條件是轉(zhuǎn)換區(qū)域應(yīng)具備一定數(shù)量、分布均勻的重合點。應(yīng)選擇有代表性的高精度重合點作為轉(zhuǎn)換之用，要求重合點的點位分布均勻，具有一定密度，盡量選取控制網(wǎng)的起始點和高等級的控制點，在待轉(zhuǎn)換點周圍、內(nèi)部都要有重合點。必要時選定部分均勻分布的重合點作為外部檢核點，對轉(zhuǎn)換精度進(jìn)行檢核。一般當(dāng)轉(zhuǎn)換范圍不超過4個1∶100 000圖幅時，重合點至少應(yīng)選擇5個，外部檢核點不少于5個，且要求均勻分布、能覆蓋轉(zhuǎn)換區(qū)域，考慮到重合點中可能存在粗差點，需要選擇多余點作為備用點?？傊?，一般轉(zhuǎn)換參數(shù)不能用于外推計算，待定點應(yīng)位于重合點范圍之內(nèi)。

3.精度估計

(1)轉(zhuǎn)換參數(shù)精度估計

利用重合點轉(zhuǎn)換回代誤差，評定轉(zhuǎn)換解算精度。

轉(zhuǎn)換殘差(V)=已知點平面坐標(biāo)－轉(zhuǎn)換回代平面坐標(biāo)

轉(zhuǎn)換(殘差)中誤差

式中，n為重合點個數(shù)。

(2)外部檢驗

低精度成果向高精度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時，低精度成果應(yīng)盡可能附合到高精度成果上，設(shè)立合理外部檢核點是驗證轉(zhuǎn)換精度的有效方法之一，部分重合點不參加轉(zhuǎn)換而用于外符合精度檢核，外部檢核點誤差σ為

式中，m為檢核點個數(shù);Δ為檢核點轉(zhuǎn)換坐標(biāo)與其已知值之差。

當(dāng)?shù)途瘸晒蚋呔茸鴺?biāo)轉(zhuǎn)換時，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度要通過外部檢核點誤差與轉(zhuǎn)換(殘差)中誤差來全面衡量，當(dāng)兩者數(shù)值接近時，認(rèn)為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度是可靠的。

三、程序設(shè)計

1.MapInfo二次開發(fā)功能

(1)VC++與MapInfo集成技術(shù)

跨平臺集成地圖開發(fā)是在Windows環(huán)境下，將利用VC++編制的應(yīng)用程序，通過調(diào)用語句來啟動后臺MapInfo應(yīng)用程序。集成程序首先構(gòu)造MapBasic語句的字符串，使用對象連接與嵌入技術(shù)(object linking and embedding，OLE)將該字符串發(fā)送給MapInfo來控制MapInfo的運行［3］，其調(diào)用關(guān)系如圖1所示。

圖1 用戶程序與MapInfo調(diào)用關(guān)系

(2)在VC++環(huán)境下通過OLE控制MapInfo

VC中集成地圖技術(shù)是利用OLE自動化技術(shù)中的Do、Eval等方法，通過向MapInfo發(fā)送一系列命令或取得返回信息實現(xiàn)應(yīng)用程序與MapInfo之間交流。具體方法有以下4種。

1)Do方法:向MapInfo發(fā)送特殊字符串命令，將一個字符串解釋為MapBasic語句并執(zhí)行，并且不返回參數(shù)。如顯示殘差圖zdtw

mapinfo.Do(″set map layer zdtw display graphic″);

2)Eval方法:向MapInfo發(fā)送特殊字符串命令，將一個表達(dá)式解釋為MapBasic表達(dá)式并返回表達(dá)式的值，即一個字符串。如返回圖中選擇的點名

char te［30］;

strcpy(te，mapinfo.Eval(″selection.點名″));

3)RunCommand方法:使用方法完全同Do方法，直接執(zhí)行嵌入的所有MapBasic支持的命令，不返回值。

4)RunMenuCommand方法:執(zhí)行定義好的標(biāo)準(zhǔn)命令。如圖形放大

mapinfo.RunMenuCommand(1705);

2.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換集成地圖的方法

關(guān)于VC++中集成MapInfo地圖的具體步驟，文獻(xiàn)［4-5］對此作過較為詳細(xì)的論述，在此不再贅述。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與地圖結(jié)合需要解決的主要問題是轉(zhuǎn)換處理數(shù)據(jù)如何以地圖形式反映出來，以及地圖上的數(shù)據(jù)如何反饋到轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件中。

(1)解決問題的思路

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理通過輸出點位圖和殘差圖數(shù)據(jù)，調(diào)用后臺MapInfo應(yīng)用程序生成點位分布圖和殘差圖，完成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)向地圖的轉(zhuǎn)變。通過OLE控制MapInfo取得返回信息，將圖面提取信息反饋到轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件中，從而實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與地圖的結(jié)合。

(2)程序流程圖

程序流程圖如圖2所示。首先，從文件中讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算，輸出畫點位圖和殘差圖數(shù)據(jù)文本文件;然后啟動MapInfo調(diào)用MapBasic繪圖應(yīng)用程序;最后生成MapInfo點位分布圖表和殘差圖表，并加以顯示。如果轉(zhuǎn)換沒有達(dá)到要求，對重合點進(jìn)行取舍，然后返回重新讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，再重復(fù)以上步驟，直到達(dá)到轉(zhuǎn)換要求，輸出成果。

圖2 程序流程圖

(3)生成點位分布圖和殘差圖

調(diào)用MapBasic編制的繪圖應(yīng)用程序，分別生成點位分布圖和殘差圖

mapinfo.Do(″Run Application″zdt.mbx″″);∥zdt.mbx為繪圖應(yīng)用程序

1)生成點位分布圖程序

2)生成點位殘差圖程序

(4)刪除與添加重合點方法

尋找最佳轉(zhuǎn)換參數(shù)時，需要不斷對重合點進(jìn)行刪除和添加。刪除重合點的方法是在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件中找到要刪除的重合點，在點名前加入“*”號作為刪除標(biāo)志，當(dāng)程序讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，遇見帶有“*”號的點不讀跳過，相當(dāng)于刪除該重合點;添加重合點方法是在已有“*”號的點名前去掉星號，恢復(fù)該重合點地位，相當(dāng)于添加。同理，對于外部檢核點，其刪除標(biāo)志為“@”號。具體實現(xiàn)方法:首先點擊工具欄中“選擇”按鈕，再從顯示點位分布圖中，選中要刪除的點，程序自動在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件中查找相應(yīng)的點名，并在其點名前添加“*”號，程序再重新讀入轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件，從而完成對重合點的刪除操作

為了區(qū)別圖中重合點和被刪除點，MapBasic程序?qū)λ鼈冑x予不同標(biāo)志，重合點標(biāo)志為五角星，而被刪除點標(biāo)志為三角形

四、算例演示

以某城市GPS點的2000國家大地坐標(biāo)系坐標(biāo)向1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換為例，其中B1、B3、B4、B5、B6、B7為重合點，其余為待轉(zhuǎn)換點，轉(zhuǎn)換計算如圖3、圖4所示。

圖3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算

圖4 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換殘差分布圖

圖4顯示了重合點和待轉(zhuǎn)換點的分布情況，橢圓反映了重合點轉(zhuǎn)換殘差的大小，B3點殘差最大，橢圓也最大;同時顯示1∶100 000圖幅范圍作為比較參照物，用戶可以判斷轉(zhuǎn)換區(qū)域的大小、位置和圖幅號信息，B2點為被剔除的重合點。

五、結(jié)束語

從實用性和方便性出發(fā)，在VC++環(huán)境下集成利用MapInfo開發(fā)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序，凸顯了圖形功能，能夠直觀了解轉(zhuǎn)換區(qū)域的地理位置、大小、所在圖幅、點數(shù)量及分布情況，便于準(zhǔn)確判斷重合點分布是否合理。在圖上以橢圓形式反映轉(zhuǎn)換殘差大小，并可對重合點和外檢點進(jìn)行取舍，有助于尋找最佳轉(zhuǎn)換參數(shù)，使坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理更加直觀，進(jìn)一步保證了成果質(zhì)量。

［1］ 施一民.現(xiàn)代大地控制測量［M］.北京:測繪出版社，2003.

［2］ 程鵬飛，成英燕，文漢江，等.2000國家大地坐標(biāo)系實用寶典［M］.北京:測繪出版社，2008.

［3］ 劉光.地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)教程:語言篇［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2003.

［4］ 聶田.MapInfo在 VC++中的集成及其鷹眼的實踐［J］.科技信息:學(xué)術(shù)研究，2007(15):279.

［5］ 顏輝武，徐智勇，祝國瑞.VC++中MapInfo的跨平臺集成地圖技術(shù)的實現(xiàn)［J］.測繪工程，2002，9(3): 14-17.

Application of Secondary Development of MapInfo in Coordinate Transformation

LI Dong，MAO Zhilin

0494-0911(2011)12-0058-03

P282.2

B

2010-12-06

李 東(1958—)，男，山東濰坊人，高級工程師，主要從事大地測量數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用程序開發(fā)等工作。