不同坐標系下Mapinfo格式地理數據統一方案

姜頑強，胡　靜

（蘭州石化公司研究院，蘭州　730060）

不同坐標系下Mapinfo格式地理數據統一方案

姜頑強，胡靜

（蘭州石化公司研究院，蘭州730060）

針對基于Mapinfo平臺不同坐標系下地理數據統一問題，通過對Mapinfo文件及坐標系轉換分析與研究，借助EXCEL部分功能，設計了煉油區坐標系、化工區坐標系下的地理數據統一到市政坐標系下的實施方案，并選取煉油區、廠前區、化工區的道路層和鐵路層地理數據驗證了方案的可行性。

Mapinfo；坐標系；GIS

0　前言

自 1994年引進地理信息系統（Geographic Information System，GIS）技術以來，企業在不同時期選取不同坐標系完成了煉油區、廠前區、福利區、化工區等四個區域地理數據的采集，并分別建立了以Mapinfo軟件作為地理信息系統基礎平臺、以地下管網數據為核心、以地面對象數據為參照的二維地下管網地理信息系統。目前，各區域地理數據獨立運行、獨立管理、獨立維護，主要應用于各區域。

隨著企業管理精細化、系統化、全局化等方面的要求及GIS在更多方面的應用需求，地理信息系統的區域應用急需提升到全局應用；經過不同區域地理信息系統建設和多年的地理數據維護，地理信息系統中基本上積累了企業主要管轄區域內所有地理數據，然而，系統的應用局限于各區域，地理數據的應用及解決的問題均有限；隨著“數字工廠”、“數字礦區”建設的推進，各區域地理數據也需要形成整體；同時考慮到，企業地理信息系統與集團公司地理信息系統、市政“三維數字城市”系統的結合。因此，基于煉油區坐標系獲取的煉油區廠前區地理數據和基于化工區坐標系獲取的化工區地理數據統一到福利區地理數據所采用的1996城建坐標系統 （簡稱市政坐標系）勢在必行。

1　企業地理數據現狀

企業地理數據主要由圖形數據、屬性數據組成，圖形數據采用圖層進行存儲與管理，屬性數據存儲于屬性數據結構表中，屬性數據結構表隨圖層創建而創建，屬性數據在數據結構表中存儲空間隨圖形數據創建而自動分配，即圖層上的圖形數據位置發生變化時，其屬性數據、屬性數據表結構與圖形數據的關聯關系等不會發生改變，圖形數據在圖層上的位置由地理坐標值來確定。在Mapinfo中，圖形數據的日常維護在圖形窗口下進行且采用單層控制，即維護操作之前將需要編輯的圖層置于可編輯狀態，才能增加、刪除圖層上的圖形對象，也能對圖層上已有的單個圖形對象進行位置坐標、樣式等編輯，因此，圖形窗口下數據維護不適合多圖層圖形數據批量維護。

2　Mapinfo文件

Mapinfo以圖層為單位采用一組文件（*.TAB、*.DAT、*. MAP、*.ID、*.IN D）對圖層上的數據進行存儲，同時也提供一組中間交換文件（*.MIF、*.M ID）用來向外交換圖層數據。經過分析與研究，圖層文件無法進行編輯操作；中間交換文件MIF、MID文件可用記事本打開且可編輯，圖形數據的批量維護可在MIF中完成。

MIF由文件頭和數據節兩個區域組成，圖形數據的地理坐標值在數據節中，數據節由多個圖形對象函數組成，每個圖形對象函數由函數標識、坐標值及參數組成，每個圖形對象函數內均采用空格作為其分隔符，其坐標分布格式固定且在不同行中X和Y值對應分布，因此，借助EXCEL 2007可完成MIF文件數據節函數標識、函數參數的提取和坐標值批量轉換。

3　坐標系轉換研究

坐標系轉換是從一種坐標系變換到另一種坐標系的過程，實際上，坐標系轉換的過程就是轉換參數的求解過程，通過建立兩個坐標系之間一一對應關系來實現［1］。煉油區坐標系、化工區坐標系和市政坐標系屬于同一橢球體下的不同平面直角坐標系，因此，企業地理數據統一采用四參數法即可建立不同平面直角坐標系之間的轉換關系。

根據平面直角坐標系幾何變換原理，從一個平面直角坐標系變換到另一平面直角坐標系，這一過程共產生了四個參數（X軸平移量、Y軸平移量、坐標軸旋轉角度α和尺度因子m），至少需要兩個公共點在不同坐標系的坐標才能解算出四個參數值。根據圖1兩個不同平面直角坐標系關系示意圖，通過數學推導即可得到式（1）兩個平面直角坐標系轉換公式。

圖1　兩個不同平面直角坐標系關系示意圖

4　不同坐標系地理數據統一方案

4.1三坐標系轉換關系

通過資料查找，有9個永久控制點有煉油區坐標和市政坐標，有15個永久控制點有市政坐標和化工區坐標，且每個控制點兩組坐標中高程值均相同。經現場勘查，企業地理數據采集所依據的24個永久控制點均完好。在現場永久控制點上，采用GPS對資料上提供的三組坐標值分別進行檢驗，經檢驗24個永久控制點均未發生位移。從9個和15個永久控制點中各選兩組坐標值分別建立煉油區坐標系、化工區坐標系與市政坐標系之間的轉換關系。

4.2MIF文件數據節批量轉換工具設計

根據Mapinfo提供的Point、Line、Polyline、Region、Arc、Text、Rectangle、Rounded rectangle、Ellipse等9個圖形對象函數中函數標識、坐標值及參數分布規律［2］，借助 EXCEL具有自動分列、提取表格內容、豐富的內置函數、下拉批量處理等功能，進行表頭每一列函數設置，完成九類函數中坐標值轉換、函數標識和參數提取，從而達到MIF文件數據節內容批量轉換。

4.3地理數據統一流程

基于以上的分析、研究與設計，不同坐標系下Mapinfo格式地理數據統一流程如圖2所示。

圖2　不同坐標系下Mapinfo格式地理數據統一流程

4.4方案驗證

選取煉油區、廠前區、化工區地理信息系統中的道路層、鐵路層數據作為驗證數據，分別利用轉換工具進行轉換實施，將轉換來的三區域道路層、鐵路層數據與福利區道路層數據在同一窗口中進行疊加，四區域道路層、鐵路層地理數據實現自動統一，且與實際地理分布一致，即方案可行。

圖3　四區域系統中道路層、鐵路層地理數據統一到市政坐標系效果圖

5　結語

經過對企業四大區域的道路層、鐵路層地理數據統一到市政坐標系下的測試，煉油區坐標系、化工區坐標系下的地理數據統一到市政坐標方案可行，按照此方案對煉油區、化工區、廠前區地理數據進行轉換實施，實現企業四大區域地理數據按照地理分布統一到市政坐標下，有效地解決了企業地理數據存在的“數據孤島”問題，實現了不同區域地理數據之間的連通性，減少了數據的維護工作量，地理數據的應用從局部提升到全局，應用范圍也不斷擴大，同時為企業地理信息系統與集團公司地理信息系統、市政地理信息系統的集成奠定了基礎。

主要參考文獻

［1］張勇.平面四參數法GPS坐標轉換技術的應用分析［J］.城市勘測，2005（2）：28-30.

［2］趙從欣.基于Map Info平臺的mif/mid文件成圖方法［J］.四川測繪，2003，26（1）：28-32.

10.3969/j.issn.1673-0194.2016.19.089

TB21；TP317.4

A

1673-0194（2016）19-0159-03

2016-07-27