干貨來啦！關(guān)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的一些基本概念，你都知道哪些呢？

每個項目收集到的資料并不一定都是共同的，如坐標(biāo)類型不同：大地經(jīng)緯度坐標(biāo)，平面坐標(biāo)等，也有或許選用的橢球體不同(坐標(biāo)系不同)或投影方式不同等等。所以坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)化在項目中運(yùn)用非常普遍，如大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)平面坐標(biāo)，平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)空間直角坐標(biāo)，平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)大地坐標(biāo)等等。下面給大家介紹下關(guān)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的一些基本概念。

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坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化法

（1）空間直角坐標(biāo)系

空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)坐落參閱橢球的中心，Z軸指向參閱橢球的北極，X軸指向開始子午面與赤道的交點(diǎn)，Y軸坐落赤道面上切按右手系于X軸呈90度夾角，某點(diǎn)中的坐標(biāo)可用該點(diǎn)在此坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸上的投影來表示。空間直角坐標(biāo)系可用如下圖所示：

（2）大地坐標(biāo)系

大地坐標(biāo)系是選用大地緯度、經(jīng)度和大地高程來描繪空間方位的。緯度是空間的點(diǎn)與參閱橢球面的法線與赤道面的夾角；經(jīng)度是空間的點(diǎn)與參閱橢球的自轉(zhuǎn)軸所在的面與參閱橢球的開始子午面的夾角；大地高程是空間的點(diǎn)沿著參閱橢球的法線方向到參閱橢球面的間隔。

地面點(diǎn)的高程和國家高程基準(zhǔn)

（a）肯定高程。

新疆測繪儀器

地面點(diǎn)沿垂線方向至大地水準(zhǔn)面的間隔稱為肯定高程或稱海拔。過去我國選用青島驗潮站(tide gauge station)1950～1956年觀測效果求得的黃海均勻海水面作為高程的零點(diǎn)，稱為“1956年黃海高程系”(Huanghai height system 1956水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.289m)。后經(jīng)復(fù)查，發(fā)現(xiàn)該高程系的驗潮資料時間過短，準(zhǔn)確性較差，改用青島驗潮站1950～1979年的觀測資料重新推算，并命名為“1985年國家高程基準(zhǔn)”（Chinese height datum 1985）。國家水準(zhǔn)原點(diǎn)(leveling origin高程為72.260m)設(shè)于青島市觀象山鄰近，作為我國高程丈量的依據(jù)。它的高程值是以“1985年國家高程基準(zhǔn)”所確認(rèn)的均勻海水面為零點(diǎn)測算而得。在運(yùn)用原“1956年黃海高程系”的高程效果時，應(yīng)留意將其換算為新的高程基準(zhǔn)體系。

（b）相對高程。地面點(diǎn)沿鉛垂線方向至恣意假定的水準(zhǔn)面的間隔稱為該點(diǎn)的相對高程，亦稱假定高程。在圖l—5中，地面點(diǎn)A和B的相對高程分別為H'A 和H'B 。

（3）平面直角坐標(biāo)

平面直角坐標(biāo)：如坐標(biāo)原點(diǎn)o是恣意假定的，則為獨(dú)立的平面直角坐標(biāo)系。因為丈量上所用的方向是從北方向(縱軸方向)起按順時針方向以角度計值(象限也按順時針編號)。因此，將數(shù)學(xué)上平面直角坐標(biāo)系(角值從橫軸正方向起按逆時針方向計值)的x 和 y軸互換后，數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)核算公式可不加改變直接用于丈量數(shù)據(jù)的核算。

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地心坐標(biāo)系和參心標(biāo)系

大地坐標(biāo)系是一種固定在地球上，隨地球一同轉(zhuǎn)動的非慣性坐標(biāo)系。大地坐標(biāo)系依據(jù)其原點(diǎn)的方位不同，分為地心坐標(biāo)系和參心坐標(biāo)系。地心坐標(biāo)系的原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合，參心坐標(biāo)系的原點(diǎn)與某一地區(qū)或國家所選用的參閱橢球中心重合，通常與地球質(zhì)心不重合。我國先后樹立的1954年北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系和新1954年北京坐標(biāo)系，都是參心坐標(biāo)系。這些坐標(biāo)系為我國經(jīng)濟(jì)社會開展建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。但是，跟著現(xiàn)代科技的開展，特別是全球衛(wèi)星定位技能的開展和應(yīng)用，世界上許多發(fā)達(dá)國家和中等發(fā)達(dá)國家都已在多年前就開始運(yùn)用地心坐標(biāo)系。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的幾個重要參數(shù)：

（1）七參數(shù)：便是兩個空間坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)，平移和縮放，這三步就會產(chǎn)生有必要的七個參數(shù)，平移有三個變量Dx，Dy，DZ;旋轉(zhuǎn)有三個變量，再加上一個標(biāo)準(zhǔn)縮放便是七參數(shù)了。

（2）四參數(shù) ：四參數(shù)是同一個橢球內(nèi)不同坐標(biāo)系之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化的參數(shù)，它四個基本項分別是：X平移、Y平移、旋轉(zhuǎn)角和比例，從參數(shù)來看，四參數(shù)沒有高程改正，所以它適用于平面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)化。

（3）三參數(shù)：假如說你要轉(zhuǎn)化的坐標(biāo)系XYZ三個方向上是重合的，那么我們僅經(jīng)過平移就可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，平移只需求三個參數(shù)，假如縮放比例為一，這樣就產(chǎn)生了三參數(shù)，三參便是七參的特例，旋轉(zhuǎn)為零，標(biāo)準(zhǔn)縮放為一。

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常見的幾種坐標(biāo)轉(zhuǎn)化類型

（1）大地坐標(biāo)（BLH）→對平面直角坐標(biāo)（XYZ）

慣例的轉(zhuǎn)化應(yīng)先確認(rèn)轉(zhuǎn)化參數(shù)，即橢球參數(shù)、分帶規(guī)范（3度，6度）和中心子午線的經(jīng)度。橢球參數(shù)便是指平面直角坐標(biāo)系選用什么樣的橢球基準(zhǔn)，對應(yīng)有不同的長短軸及扁率。畫到直角坐標(biāo)系可以寫為(x+z*acosθ，y+z*asinθ)a，θ為參數(shù)。

（2）恣意兩空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化

新疆測繪儀器因為丈量坐標(biāo)系和施工坐標(biāo)系選用不同的規(guī)范，不同橢球體間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化在局部地區(qū)的選用的常用方法是類似變換法，即使用部分分布相對合理高等級公共點(diǎn)求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)化參數(shù)。一般來說，比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)的類似變換法，即X平移，Y平移，Z平移，X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，標(biāo)準(zhǔn)變化K。要求得七參數(shù)就需求在一個地區(qū)需求3個以上的已知點(diǎn)，假如區(qū)域范圍不大，最遠(yuǎn)點(diǎn)間的間隔不大于30Km，這可以用三參數(shù)，即X平移，Y平移，Z平移，而將X旋轉(zhuǎn)，Y旋轉(zhuǎn)，Z旋轉(zhuǎn)，標(biāo)準(zhǔn)變化K視為0，所以三參數(shù)只是七參數(shù)的一種特例。

在運(yùn)用參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化之前，首先要清楚下面幾點(diǎn)：　

a、四參數(shù)適用于小范圍坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，一般不超過30平方公里。

b、大面積坐標(biāo)轉(zhuǎn)化應(yīng)選用七參數(shù)法.

c、求取四參數(shù)，至少需求2對公共點(diǎn)，求取七參數(shù)時，至少需求3對公共點(diǎn)。

d、求取七參數(shù)選用的點(diǎn)，

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最好能包括整過目標(biāo)區(qū)域。