基于點(diǎn)對(duì)的CAD圖坐標(biāo)系變換及程序?qū)崿F(xiàn)

李云濤，邱利軍，張波，王鵬翔

（1.山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021；2.河北建筑工程學(xué)院土木工程學(xué)院，河北 張家口 075000；3.華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）

基于點(diǎn)對(duì)的CAD圖坐標(biāo)系變換及程序?qū)崿F(xiàn)

李云濤1，邱利軍2，張波2，王鵬翔3

（1.山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021；2.河北建筑工程學(xué)院土木工程學(xué)院，河北 張家口 075000；3.華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）

同一地區(qū)不同坐標(biāo)系的地形圖文件，在進(jìn)行比較階段變化的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)困難，或在全站儀自由設(shè)站測(cè)量展點(diǎn)后與原有圖形文件點(diǎn)坐標(biāo)系不一致。文章基于ActiveX技術(shù)，在AutoCAD結(jié)構(gòu)下，基于C#語(yǔ)言進(jìn)行了不同圖形文件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的開(kāi)發(fā)，使得以全站儀自由坐標(biāo)系下測(cè)圖結(jié)果與原有地形圖進(jìn)行比較，或不同時(shí)期不同坐標(biāo)系下圖形文件的匹配比較更加方便直觀。

坐標(biāo)變換；ActiveX；程序設(shè)計(jì)

地形圖作為我國(guó)最重要的基礎(chǔ)測(cè)繪地理信息成果之一，其應(yīng)用范圍和影響也最為廣泛。在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段需要提供地形圖資料，若采用全站儀自由坐標(biāo)采集并成圖后，在判斷該區(qū)域地形變化時(shí)，與原有圖形資料進(jìn)行比較，存在坐標(biāo)系不一致問(wèn)題。另外，不同時(shí)期同一地區(qū)不同坐標(biāo)系地形圖進(jìn)行比較，也存在坐標(biāo)系變換問(wèn)題。本文基于AutoCAD二次開(kāi)發(fā)較好的解決了不同dwg圖形文件坐標(biāo)系不統(tǒng)一的問(wèn)題。目前AutoCAD二次開(kāi)發(fā)主要方式有4種：AutoLisp、ADS、ObjectARX和ActiveX Automation(ActiveX自動(dòng)化)。該程序?qū)崿F(xiàn)采用微軟提供的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ActiveX，采用C#語(yǔ)言進(jìn)行面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，對(duì)功能進(jìn)行較好的實(shí)現(xiàn)，解決了圖形文件間比較坐標(biāo)不一致問(wèn)題。

整個(gè)程序由圖形文件(dwg格式)選擇、點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)入、坐標(biāo)對(duì)選取等組成，程序框架的技術(shù)路線如圖1所示。

平面內(nèi)坐標(biāo)系間坐標(biāo)變換原理如圖2所示。

圖1 流程圖

圖2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換示意圖

其中：α為坐標(biāo)系縱軸夾角及偏轉(zhuǎn)角；X0、Y0為坐標(biāo)系X′O′Y′坐標(biāo)原點(diǎn)在坐標(biāo)系XOY中的坐標(biāo)，即分別為坐標(biāo)軸方向平移量；XA、YA與XA′、YA′分別為任意點(diǎn)A在兩個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)。

上式為不考慮尺度參數(shù)的情況下坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方程。根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)變換,則坐標(biāo)系間夾角未知,兩個(gè)平移量未知,若不考慮尺度系數(shù)則為三參數(shù)。參數(shù)計(jì)算至少需要兩對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)建立4個(gè)方程。則可以根據(jù)兩對(duì)不同坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)，算不同坐標(biāo)系的偏轉(zhuǎn)角（或僅解算偏轉(zhuǎn)角的正弦與余弦值），進(jìn)而計(jì)算坐標(biāo)平移量，從而實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)從一個(gè)坐標(biāo)系到另一個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。

程序?qū)崿F(xiàn)結(jié)果如圖3所示，選取進(jìn)行坐標(biāo)變換的圖形文件并選擇圖層，圖層內(nèi)坐標(biāo)點(diǎn)均顯示在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，選取當(dāng)前點(diǎn)為對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)計(jì)算參數(shù)后應(yīng)用，則可以實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。

圖3 程序界面

程序?qū)崿F(xiàn)部分方法描述如下。

首先添加引用AutoCAD 2008 Type Library和AutoCAD/Object-DBX Common 17.0 Type Library，定義 AcadApplication CadApp、AcadDocument CadDoc、AcadModelSpace CadMspace等變量。

獲取所有圖層名：

定義選擇集：

選擇圖層區(qū)域內(nèi)所有對(duì)象：

判斷并選取點(diǎn)對(duì)象，獲取坐標(biāo)值：

獲取坐標(biāo)值后按公式計(jì)算參數(shù)，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換并重新繪圖保存。

圖4 示例圖1

圖5 示例圖2

如上圖所示，兩幅圖上同一建筑物特征點(diǎn)1點(diǎn)坐標(biāo)為（300，400）對(duì)應(yīng)A點(diǎn)坐標(biāo)為（300，300），2點(diǎn)坐標(biāo)為（300，500），對(duì)應(yīng)B點(diǎn)坐標(biāo)（400，300），則可以計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)，應(yīng)用可將示例圖2坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)為圖1坐標(biāo)系下并保存。

基于ActiveX技術(shù)應(yīng)用C#語(yǔ)言對(duì)不同圖形文件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行了開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，使得全站儀自由坐標(biāo)系下測(cè)圖結(jié)果與原有地形圖進(jìn)行比較，或不同時(shí)期不同坐標(biāo)系下圖形文件的比較更加方便。

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TU17

A

1007-7359（2016）05-0260-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.093

李云濤（1987-），男，河北保定人，助理工程師，研究方向：數(shù)據(jù)處理。