數字地籍修補測中坐標轉換的方法探討與精度評定

柴春秋　顧繼軍　惠　琪

【摘 要】本文結合數字地籍測量工作，就1954北京坐標系與1980西安坐標系的坐標轉換問題進行了分析，對適合于小面積范圍的轉換方法進行了探討并對轉換精度做出評定。

【關鍵詞】數字地籍；坐標轉換；方法與精度

Micromechanic Solution of Variable Engagement Model For Inclined Crack-Bridging

Cai Chun-qiu，Gu Ji-jun，Hui Qi

(Zhaozhuan City country programming design institute for research Zhaozhuan Shangdong 277100)

【Abstract】This text combine numeral the land record measure work and sit mark to fasten for 1954 Beijing with 1980 Xi'an to sit mark to fasten of sat a mark conversion problem to carry on analysis，rightness suitable for small area scope of conversion the method carried on study combine to conversion the accuracy do to assess.

【Key words】Numeral land record；Sit a mark aconversion；Method and accuracy

1.概述

城鎮數字地籍測量是指應用信息、測繪等技術，測定并記錄土地權屬、位置、界址、面積等地籍要素和相關地形要素，提供電子數字成果的專業測繪工作，是地籍調查的重要組成部分。

隨著新一輪城鎮數字化地籍調查工作的開展，各地國土部門都在組織測繪隊伍實施城鎮數字地籍測量，或在利用原測量成果的基礎上進行數字地籍修補測，為確定土地權屬和進行土地登記提供依據。

城鎮數字地籍測量的平面坐標系統一般采用1980西安坐標系(以下簡稱西安80)或1954北京坐標系(以下簡稱北京54)，已有地方坐標系的也可繼續沿用，但應提供與國家坐標系的轉換參數。《杭州市城鎮數字地籍調查技術細則》規定“縣(市)應采用1980西安坐標系”。在地籍修補測工作中，如果原地籍圖的平面坐標系統是1954北京坐標系，就存在圖形坐標轉換問題，北京54坐標系與西安80坐標系的轉換方法、轉換精度以及轉換后能否滿足數字地籍的精度要求就成為我們在實際工作中要探討的問題。

2007年5月，我院承擔了××市城鎮數字地籍調查(修補測)項目，采用西安80坐標系，在原數字地籍圖(2002年施測)基礎上，完成地籍數據庫的更新。

由于2002年數字地籍圖采用的是北京54坐標系，需要先把原圖轉換到西安80坐標系中，然后直接采用西安80坐標系的控制點成果，采集界址點和地形碎部點數據，完成地籍修補測。

為此，本文對原城區地形圖的坐標轉換方案和圖形轉換精度做了探討和分析。

2.坐標轉換思路

2.1 關于三維坐標的表示方法大致有三種：經緯度和高程，空間直角坐標，平面坐標和高程。北京54和西安80坐標屬于平面坐標和高程這一種，通常所說的WGS-84坐標是指經緯度和高程這一種。

圖1

圖2

2.2 北京54和西安80坐標系采用的是不同的橢球體，理論上沒有嚴密的轉換方法，一般而言比較嚴密的是用七參數法，范圍較小時(最遠點距離小于30Km)可采用三參數。

2.3 根據工程需要，本次坐標轉換為平面坐標轉換，高程直接引用1985國家高程基準，不涉及空間坐標轉換，測區面積較小(最遠點為9km)，所以可采用同一橢球體坐標轉換的四參數法。

圖3

圖4

圖5

2.4 利用城區GPS D級網的兩套坐標成果，選擇覆蓋城區且分布均勻的7個D級點作為公共點，計算坐標轉換四參數。

2.5 利用坐標轉換專用軟件和南方CASS成圖軟件的坐標轉換功能兩種方法轉換，便于比較、檢核轉換誤差。

2.6 把北京54坐標控制網成果轉換成西安80坐標，和西安80坐標系的解算成果相比較，統計出較差和較差中誤差，作為衡量坐標轉換的精度指標，這一指標的限差應參考相應等級控制網允許的點位精度。

2.7 把北京54坐標系圖轉換到西安80坐標系后，用西安80坐標系的控制點，檢查界址點及重要地物點的精度，其中包含了二次測量誤差和圖形轉換誤差，所以此項檢查的標準中誤差應為5cm的2倍，即8.0cm。

3.坐標轉換的實施

3.1 利用覆蓋城區且均勻分布的7個GPS D級點作為公共點，求得坐標轉換四參數為(如圖1，圖2)，控制點的分布如圖3。

縱平移 DX=-64.019328

橫平移 DY=-52.289624

旋轉角 T=0.0000020810(0.429″)

尺 度 K=1.000005636803

3.2 利用坐標轉換軟件COORD4.2可用于計算轉換四參數，進行單點轉換和數據文件轉換，如圖4。

3.3 利用南方CASS成圖軟件的坐標轉換功能，通過公共點計算四參數，可實現由北京54坐標系到西安80坐標系的圖形轉換，如圖5。

4.坐標轉換精度評定

4.1 利用坐標轉換軟件COORD4.2，對7個公共點的兩套坐標成果，做出精度評定，數據如表1。

4.2 本工程的GPS一級控制網，共277個點，通過整體平差，統一解算出1980西安坐標系成果，把北京54坐標系的成果轉換為西安80成果，和80坐標系的解算成果相比較，較差最大3.7cm，最小0cm，中誤差為1.47cm，統計表明坐標轉換精度良好。具體數據如表2。

4.3 原北京54坐標系下的圖形轉換到西安80坐標系后，用西安80的坐標成果打點檢查了30個界址點，坐標較差最大為10.3cm，最小為1.4cm，中誤差為5.65cm，小于上述所說的8cm標準中誤差，數據說明原圖形轉換后，可以在西安80坐標系基礎上進行地籍修補測。具體數據如表3。

4.4 為了察看坐標轉換對宗地面積的影響情況，我們還抽取了12塊不同面積的宗地，轉換后，發現面積較差的相對值都在十幾萬分之一左右，滿足宗地面積的精度限差，具體數據如表4。

4.5 我們用CASS成圖軟件的轉換功能和坐標轉換軟件兩種方法轉換，對轉換結果做了比較，發現兩種方法轉換后的坐標數據一般只相差幾個毫米，這是因為兩種方法對轉換參數的取位不同導致，不影響圖形轉換精度。

5.結束語

5.1 北京54和西安80坐標系雖然采用的是不同的橢球體，但在小面積范圍內，套用同一橢球體坐標轉換的四參數法是可行的。

5.2 在計算轉換參數時，公共點最好選在測區四周及中心，均勻分布，能有效的控制測區。不能選在測區的一端，以盡量減少轉換參數誤差對轉換結果的影響。

5.3 本次坐標轉換利用公共點求得的轉換參數精度可靠，數據和圖形的轉換結果滿足工程要求。

5.4 通過本次轉換，實現了城區北京54數據庫與西安80數據庫的連接，充分利用了原有數據庫，在一定程度上，降低了建庫成本。

5.5 通過這次地籍修補測項目，我們聯測了浙江省1980西安坐標系基礎控制網，建立了城區1980西安坐標系一級控制網，為我市測繪數據的統一及下一步建制鎮地籍調查奠定了基礎。

參考文獻

[1]浙江省城鎮數字地籍調查暫行規定，浙江省國土資源廳，2005

[2]杭州市城鎮數字地籍調查技術細則，杭州市國土資源局，2007

[文章編號]1619-2737(2009)02-10-012