規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法研究

中圖分類(lèi)號(hào)：P237 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945(2025)14-0166-04

Abstract:Duetothelackofresearchontheconversionmethodsforplanningbasicdatainthe2oNationalGeodetic Coordinate System，thispaperusestheconversionofplaning basicdatainZhuzhouCitytothe2OooNationalGeodetic CoordinateSystemasanexample.Itprovidesadetailedintroductiontothemethodandprocessofconvertingplanmngbasicdata fromtheXi'an GeodeticCoordinateSystem198OtotheNational GeodeticCoordinateSystem200.Thepaperfocusesonthe dificultiesencounteredduringtheconversionoftheCAD-basedtopographicdatabaseandthesolutionsadopted.Thisstudyaims toprovideasolutionstrategyforthehistoricalproblemofinconsistentcoordinatesystemsandnon-uniformresultsinplaning basicdata.Italsoofersreliablesupportfortheconstructionoffoundationaldataforlandspatialplaning，naturalresource management，andeinformatizationofaturalresourcs.Aditionalyitprovidesexperienceandreferenceforsimilarojectsn other regions across the country.

Keywords:Xi'anGeodeticCoordinateSystem1980；ChinaGeodeticCoordinateSystem2O0；coordinatetransformation; Planning and Fundamental Data; CAD Sheet Data

我國(guó)于20世紀(jì)50年代和80年代分別建立了國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)——1954年北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系，測(cè)制了各種比例尺地形圖，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供了基礎(chǔ)的測(cè)繪保障I。隨著社會(huì)的發(fā)展與科技進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)及科學(xué)研究等領(lǐng)域?qū)τ谶\(yùn)用現(xiàn)代空間技術(shù)來(lái)確定大地三維坐標(biāo)的精度提出了更高的要求。為此，一個(gè)以地球質(zhì)心作為坐標(biāo)原點(diǎn)的地心坐標(biāo)系統(tǒng)一2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，順應(yīng)需求而建立。

國(guó)家明確要求自2018年7月1日起，全國(guó)統(tǒng)一使用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。如何將現(xiàn)有存量數(shù)據(jù)從1954年北京坐標(biāo)系或者1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系成為眾多學(xué)者研究的課題。有學(xué)者對(duì)不同坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法及適用條件進(jìn)行了深入研究[2-3]；有學(xué)者針對(duì)國(guó)土、不動(dòng)產(chǎn)、油田等專(zhuān)題現(xiàn)狀數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換進(jìn)行了探索4-8；有學(xué)者針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)換軟件閉源無(wú)法適應(yīng)本土化的缺點(diǎn)研究了轉(zhuǎn)換算法、開(kāi)發(fā)了獨(dú)立的轉(zhuǎn)換軟件[9-I。這些研究對(duì)象數(shù)據(jù)源都是現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，沒(méi)有規(guī)劃類(lèi)數(shù)據(jù)，研究對(duì)象類(lèi)型主要是地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，鮮有CAD數(shù)據(jù)，而規(guī)劃類(lèi)數(shù)據(jù)和CAD格式存儲(chǔ)的矢量數(shù)據(jù)普遍存在于各行各業(yè)中?；诖耍疚囊灾曛奘凶匀毁Y源和規(guī)劃局存儲(chǔ)的規(guī)劃類(lèi)數(shù)據(jù)和GIS、CAD等矢量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為對(duì)象（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)），探索其由1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的方法流程、轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的難點(diǎn)及解決辦法，以期為其他部門(mén)或行業(yè)類(lèi)似數(shù)據(jù)開(kāi)展2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換提供借鑒。

1數(shù)據(jù)現(xiàn)狀

1.1 規(guī)劃數(shù)據(jù)

株洲市規(guī)劃數(shù)據(jù)主要包括總規(guī)數(shù)據(jù)（總規(guī)范圍、總規(guī)路網(wǎng)、總規(guī)用地等）控規(guī)數(shù)據(jù)（法定控規(guī)范圍、控規(guī)路網(wǎng)、控規(guī)用地、控規(guī)單元、控規(guī)街區(qū)、控規(guī)片區(qū)、控規(guī)管線、城市六線等）框架數(shù)據(jù)（地名地址、行政區(qū)劃、興趣點(diǎn)、鐵路、水系、主次干道等）專(zhuān)題數(shù)據(jù)（現(xiàn)狀電力廊道、規(guī)劃電力廊道、規(guī)劃軌道交通、燃?xì)饫鹊?、公共停?chē)、機(jī)場(chǎng)凈空、綠心規(guī)劃、綜合交通現(xiàn)狀等）規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(紅藍(lán)線成果、高新區(qū)建設(shè)藍(lán)線、平臺(tái)公司建設(shè)藍(lán)線）其他數(shù)據(jù)（古樹(shù)名木、文物古跡、圖斑監(jiān)察、國(guó)土地籍）等源坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)均為矢量數(shù)據(jù)，覆蓋株洲市 864km² 范圍，涉及shp圖層272層。

1.2基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

株洲市使用的1：500基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)包括CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS地形數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋定位基礎(chǔ)、居民地及設(shè)施、境界與政區(qū)、地貌、管線、水系、交通、植被等8大類(lèi)要素，覆蓋全市區(qū) 864km² 范圍，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建庫(kù)面積達(dá)到 930km² ，總計(jì)18600幅標(biāo)準(zhǔn)圖幅。其坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系。

2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)

2.1 技術(shù)路線

根據(jù)文獻(xiàn)研究的結(jié)果，布爾莎七參數(shù)模型是三維模型，適合市級(jí)任何區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，具有最強(qiáng)適用性。因此，在本次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，采用七參數(shù)模型，該模型的參數(shù)由株洲市測(cè)繪行政主管部門(mén)提供。轉(zhuǎn)換前，外業(yè)人員按照《現(xiàn)有測(cè)繪成果轉(zhuǎn)換到2000國(guó)家大地坐標(biāo)系技術(shù)指南》要求，利用未參與參數(shù)計(jì)算的且均勻分布的重合點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行檢核，檢核結(jié)果表明，轉(zhuǎn)換參數(shù)有效、可靠，可作為本次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用。具體見(jiàn)表1。

確定轉(zhuǎn)換參數(shù)和轉(zhuǎn)換模型以后，使用ArcGISEn-gine和.Net環(huán)境開(kāi)發(fā)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具，對(duì)圖形要素進(jìn)行逐點(diǎn)轉(zhuǎn)換。七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作流程如圖1所示。

在開(kāi)發(fā)環(huán)境中，設(shè)計(jì)了界面類(lèi)、文本文件操作類(lèi)、CAD文件操作類(lèi)、GIS數(shù)據(jù)庫(kù)操作類(lèi)、高斯投影類(lèi)和橢球轉(zhuǎn)換類(lèi)等類(lèi)模塊，使用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b了類(lèi)相應(yīng)的屬性和方法，確保計(jì)算參數(shù)的變化只發(fā)生在所屬類(lèi)實(shí)體中，降低程序模塊之間的耦合性。按坐標(biāo)轉(zhuǎn)換流程開(kāi)發(fā)的七參數(shù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具如圖2所示。

源坐標(biāo)系 2000國(guó)家大地坐標(biāo)系

空間直角坐標(biāo)(X，Y，Z) 空間直角坐標(biāo)(X，Y，Z)橢球轉(zhuǎn)換大地坐標(biāo)(B，L，H) 大地坐標(biāo)(B，L，H)

投影反算 投影正算

源坐標(biāo)系平面坐標(biāo)(x，y) 目的坐標(biāo)系平面坐標(biāo)(x，y）

2.2規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

規(guī)劃數(shù)據(jù)不存在分幅數(shù)據(jù)，可直接采用整圖轉(zhuǎn)換方法，具體步驟如下： ① 對(duì)于命名不規(guī)范的圖層進(jìn)行規(guī)整處理； ② 利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換； ③ 根據(jù)轉(zhuǎn)換日志進(jìn)行對(duì)照檢查與糾錯(cuò)處理； ④ 重新對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

規(guī)劃數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，共計(jì)8個(gè)類(lèi)，涉及范圍約864km² 。經(jīng)初步測(cè)試，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程有部分報(bào)錯(cuò)情況出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)查找，分析修改，或進(jìn)行格式交換后，再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可確保數(shù)據(jù)的無(wú)損轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中分別對(duì)每一個(gè)規(guī)劃數(shù)據(jù)層的所有記錄逐條轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)每一層的轉(zhuǎn)換情況進(jìn)行日志跟蹤記錄，對(duì)于拓?fù)潢P(guān)系有誤或轉(zhuǎn)換異常的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后，通過(guò)日志中的ID號(hào)查找出錯(cuò)記錄，利用ARCGIS軟件進(jìn)行定位修改，修改后重新進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，直到數(shù)據(jù)無(wú)誤，以確保數(shù)據(jù)的完整性。

2.3地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

地理數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換有兩大內(nèi)容：一是GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，二是CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)是以空間數(shù)據(jù)庫(kù)的方式存儲(chǔ)地理要素的，各要素按標(biāo)準(zhǔn)圖層存儲(chǔ)，相同要素連續(xù)。CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)是以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的方法存儲(chǔ)CAD分幅圖幅的，一個(gè)CAD圖幅文件就是關(guān)系表中一條記錄，圖幅中同一地物在圖幅分幅邊界處斷開(kāi)，例如一幢房屋在邊界斷開(kāi)，在相鄰圖幅分別存儲(chǔ)斷開(kāi)的房屋形狀。因此，對(duì)于GIS數(shù)據(jù)庫(kù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)的整體性，基于西安1980空間數(shù)據(jù)庫(kù)直接轉(zhuǎn)換；對(duì)于CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)則需要先利用轉(zhuǎn)換后的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下GIS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分塊導(dǎo)出，格式交換后，再重新輸出CAD分幅圖完成轉(zhuǎn)換。其具體轉(zhuǎn)換步驟如圖3所示。

2.3.1 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換步驟

① 搭建2000坐標(biāo)系下株洲市基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)，并建立GIS空數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)事先建好與待轉(zhuǎn)要素類(lèi)結(jié)構(gòu)相同的空要素； ② 連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，加載空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)要素類(lèi)，讀取各要素1980西安坐標(biāo)系坐標(biāo)，逐點(diǎn)計(jì)算2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下各要素坐標(biāo)；③ 將2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下的要素存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫(kù)中新建的要素類(lèi)； ④ 對(duì)轉(zhuǎn)換成果應(yīng)進(jìn)行檢查整理，形成2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下GIS成果數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3.2CAD分幅圖轉(zhuǎn)換步驟

① 利用株洲市基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)中數(shù)據(jù)交換模塊，將GIS數(shù)據(jù)庫(kù)從GIS格式向CAD格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換；由于數(shù)據(jù)量大，難以一次性處理，為保證數(shù)據(jù)不丟失，把整個(gè)數(shù)據(jù)范圍分成若干個(gè)區(qū)域，由多個(gè)作業(yè)員同時(shí)進(jìn)行，將GIS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)按照小塊范圍逐個(gè)導(dǎo)出到株洲市基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)中的子系統(tǒng)一基礎(chǔ)測(cè)繪生產(chǎn)系統(tǒng)中，進(jìn)行格式交換、符號(hào)化處理。 ② 對(duì)分塊圖進(jìn)行分幅前的圖面處理，包括數(shù)據(jù)檢查、接邊檢查、屬性檢查、圖名修改、注記綜合處理和接合表修改等。由于坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，原來(lái)的圖形要素向東南方向發(fā)生了偏移，因此經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)分幅切分后，將導(dǎo)致原來(lái)的圖幅圖名發(fā)生變化，需要人工重新制作圖幅接合表，接合表中圖幅數(shù)量也將發(fā)生變化。為此，需要以1980西安坐標(biāo)系接合表為基礎(chǔ)，進(jìn)行2000國(guó)家大地坐標(biāo)系接合表的編輯和修改。坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后將CAD數(shù)據(jù)與接合表進(jìn)行疊加，逐圖核對(duì)圖名及成圖時(shí)間并做相應(yīng)更改。③ 利用修改好的接合表進(jìn)行1：500標(biāo)準(zhǔn)分幅處理。④ 分幅檢查及入庫(kù)，對(duì)分幅圖應(yīng)進(jìn)行接邊檢查、屬性檢查、圖名檢查、人庫(kù)前檢查、數(shù)據(jù)建庫(kù)和編寫(xiě)數(shù)據(jù)字典入庫(kù)數(shù)據(jù)測(cè)試等工作，最終建立2000國(guó)家大地坐標(biāo)系CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3.3 質(zhì)量檢查

對(duì)轉(zhuǎn)換后的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和CAD分幅圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行質(zhì)量檢查。檢查方法包括外業(yè)檢查和內(nèi)業(yè)對(duì)比核查2種。在轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)均勻選擇若干檢核點(diǎn)，使用可直接獲取2000國(guó)家大地坐標(biāo)高精度RTK外業(yè)采集設(shè)備獲取真實(shí)坐標(biāo)值，通過(guò)較差比對(duì)的方法獲取坐標(biāo)中誤差，檢查中誤差是否在允許范圍內(nèi)，判斷轉(zhuǎn)換后地理數(shù)據(jù)的位置精度。選擇轉(zhuǎn)換前后相同位置居民地、交通、地貌、水系和植被等地物，開(kāi)展內(nèi)業(yè)對(duì)比核查，核查內(nèi)容主要包括轉(zhuǎn)換前后地物拓?fù)潢P(guān)系是否一致、地物是否丟失、地物屬性是否遺漏等。

3CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換難點(diǎn)

CAD分幅數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要在GIS轉(zhuǎn)換庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、分區(qū)再處理、重新分幅等操作，其步驟繁瑣、過(guò)程復(fù)雜、人工處理量巨大、容易出錯(cuò)，如何有效地解決這些難點(diǎn)，保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的一致性，是CAD分幅數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中需解決的一個(gè)問(wèn)題。

3.1 轉(zhuǎn)換難點(diǎn)

CAD分幅數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換涉及的難點(diǎn)有以下2點(diǎn)。

1)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，標(biāo)準(zhǔn)分幅位置在地形圖上的位置發(fā)生了變化，導(dǎo)致新的地物要素被分割，如地名、道路名稱(chēng)、房屋注記名稱(chēng)等，這種情況需要把注記進(jìn)行綜合處理，同時(shí)原分幅圖的圖名也隨之發(fā)生變化，由于覆蓋范圍廣，很多地名重復(fù)，人工整理時(shí)需要避免圖名重復(fù)。

2)整個(gè)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)中，不同區(qū)域有不同程度的更新測(cè)量，如竣工更新、補(bǔ)充測(cè)量等，導(dǎo)致所有圖幅的成圖時(shí)間不盡相同，尤其中心城區(qū)測(cè)圖時(shí)間分布較為分散，一幅圖中可能有多個(gè)時(shí)間的修測(cè)范圍線，CAD批量分幅時(shí)無(wú)法為每幅圖寫(xiě)入準(zhǔn)確的制圖時(shí)間。如果人工修改分幅圖制圖時(shí)間，需要先將原圖中的修測(cè)范圍轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，人工判斷，然后進(jìn)行修改，工作量大，且易出錯(cuò)

3.2 解決辦法

針對(duì)以上坐標(biāo)轉(zhuǎn)換難點(diǎn)，筆者經(jīng)過(guò)研究，提出充分利用自動(dòng)化手段，開(kāi)發(fā)相應(yīng)問(wèn)題智能處理程序的思路來(lái)解決問(wèn)題。具體如下。

1)對(duì)于原坐標(biāo)系統(tǒng)下圖幅接邊處的多余注記，如“塘\"等水系、地名注記等，在CAD環(huán)境下開(kāi)發(fā)智能綜合處理程序進(jìn)行刪減處理，減少人為工作量。

2)對(duì)于坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，新接圖表圖名重復(fù)或新圖幅中無(wú)相應(yīng)地名的情況，在CAD環(huán)境下開(kāi)發(fā)智能檢測(cè)圖名程序，用于檢測(cè)重復(fù)圖名，并批量查找無(wú)地名圖幅，方便處理人員對(duì)照檢查結(jié)果逐一處理，確保地形圖分幅成果的可靠性

3對(duì)于坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后，無(wú)法確定新分幅圖制圖時(shí)間的情況，開(kāi)發(fā)智能同步成圖時(shí)間程序，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別CAD分幅圖最新修測(cè)時(shí)間，并將該時(shí)間寫(xiě)入到CAD分幅圖外圖廓相應(yīng)制圖時(shí)間處，確保坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，CAD分幅圖數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

4結(jié)束語(yǔ)

本文研究了規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法，闡述了規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的技術(shù)路線，開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)換軟件，針對(duì)CAD分幅地理數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的難點(diǎn)提出了解決辦法。使用本文提出的轉(zhuǎn)換方法對(duì)株洲市城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界內(nèi)規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開(kāi)展了2000國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換工作，結(jié)果表明轉(zhuǎn)換精度可靠、轉(zhuǎn)換后地物完整、拓?fù)潢P(guān)系正確、滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范和要求。通過(guò)該項(xiàng)工作實(shí)現(xiàn)了株洲市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，為國(guó)土空間規(guī)劃、自然資源管理、多測(cè)合一等提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，解決了株洲市基礎(chǔ)地理信息多年來(lái)坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一，成果不一致，共享難的歷史問(wèn)題。本文介紹的轉(zhuǎn)換方法及相關(guān)問(wèn)題難點(diǎn)的研究，為全國(guó)其他城市類(lèi)似項(xiàng)目的開(kāi)展實(shí)施提供了借鑒和參考，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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