西安1980坐標系山海易繪林業制圖文件轉CGCS2000方法的研究

梁志強，張 冰

(黑龍江省自然資源權益調查監測院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 林業制圖情況分析

山海易繪(EzMap)是由北京山海經緯信息技術公司自主開發，是專業地理數據采集和地圖制圖出版軟件[1]。在省級林業調查單位應用廣泛，其工程文件(擴展名為.EMP，其數據庫為.MDB)是矢量、數據及符號表達效果的集合。

在我省常規的林業制圖采用EzMap軟件進行制圖，以森林資源規劃設計調查的林相圖作為基礎制圖。林相圖以林場(或營林區、鄉、鎮)級經營單位為基礎制圖單位，多數采用比例尺1∶25000、高斯-克呂格投影、西安1980坐標系、6度分帶，中央經線分別為123、129、135?？h、市、省級匯總圖均基于林場級數據匯總所得，多數采用比例尺1∶10萬、1∶20萬。

現階段CGCS2000坐標系在全省范圍內已被全面應用，西安1980坐標系制圖已不滿足業務生產要求，按CGCS2000坐標系重新制圖工作量很大，所以將現有的EzMap西安1980坐標系的工程文件轉換為CGCS2000是最好的選擇。

借助EzMap的矢量數據配準功能，通過讀取控制點文件(.lvp)實現坐標轉換，可以達到預期效果。

2 控制點配準方法研究

以西安1980坐標系的縣界(含鄉鎮界)為基礎，按等距布點生成布點圖，使用坐標轉換軟件將布點圖轉換成CGCS2000坐標，以鄉鎮為單位將西安1980坐標和CGCS2000進行選取，并生成EzMap識別的lvp文件。

2.1 布點范圍獲取

讀取縣界(含鄉鎮界線要素)矢量包絡線(最小外側矩形區域)及空間投影信息，獲取該包絡線的四角坐標，并將左上角范圍橫縱坐標值按千位數進行取值，并將該矩形區域按一定距離外延，擴大矩形區域范圍。

2.2 布點圖DIAN1980生成

以該外延區域的左上角作為起始點，以設置橫縱方向間隔值進行均勻布點，創建與外延區域相同空間投影的圖框范圍布點圖層。保證控制點完全涵蓋縣域范圍。創建屬性字段為XH(數值型)、X1980(浮點型)、Y1980(浮點型)、X1980SH(浮點型)、Y1980SH(浮點型)、X2000(浮點型)、Y2000(浮點型)、X2000SH(浮點型)、Y2000SH(浮點型)。用于存儲布點序號、兩期坐標值及EzMap的1∶25000比例尺的坐標值(相應坐標x0.04獲得)。在創建點的過程中將XH、X1980、Y1980、X1980SH、Y1980SH值寫到相應點信息中。

2.3 布點圖DIAN2000生成

使用坐標轉換軟件將布點圖DIAN1980轉換為CGCS2000坐標系矢量圖DIAN2000。

2.4 兩期坐標關聯

讀取DIAN2000，獲取CGCS2000坐標系每個點的橫縱坐標，并將該橫縱坐標及換算坐標，按XH字段的值寫回到矢量DIAN1980相同XH的相應屬性字段中。

2.5 鄉鎮界線緩沖

讀取縣界矢量，選擇相應鄉鎮要素，并按布點間隔進行外向緩沖，用于選取布點個數超過原鄉鎮界線。

2.6 鄉鎮布點選取

以緩沖后的鄉鎮范圍選取布點。

2.7 轉換lvp文件

lvp實質為文本文件，是EzMap識別的配準文件格式。將選取的布點的X1980SH、Y1980SH、X2000SH、Y2000SH字段的內容，按lvp文件格式進行創建和寫入。

2.8 EzMap矢量數據配準

打開林業專題山海工程文件，使用“投影與配準”，選擇“矢量配準”，選擇配準方法，導入lvp文件，點“執行”操作，即可將西安1980的坐標配準到CGCS2000位置，配準后進行“投影變換”，選擇“2000國家大地坐標系”確定投影。

2.9 圖框制作

坐標轉換后，重新制作CGCS2000坐標系的公里網圖框。

3 軟件實現

采用傳統GIS軟件實現控制點文件的制作效率很低，工作量大，通過對上述制作方法的研究，可以采用研發相應軟件，實現批量處理操作。

3.1 GDAL技術

GDAL(Geospatial Data Abstraction Library，地理空間數據抽象庫)是一個在X/MIT許可協議下的開源空間數據(柵格數據和矢量數據)轉換庫，可實現讀取、寫入、轉換、處理各種柵格和矢量數據格式[2]。

3.2 C#+GDAL技術實現對矢量圖層的操作

實現縣域包絡線讀取、生成縣域區域布點圖、計算布點圖坐標、兩期矢量坐標屬性數據關聯、逐鄉鎮要素選擇、鄉鎮區域緩沖、選取鄉鎮緩沖范圍布點、讀取屬性信息等功能(圖1、圖2)。

oLayerXiang = ds.ExecuteSQL("SELECT * FROM " + fileXiang + " WHERE XIANG_NAME='" + dic.Value + "'", null, null);//獲取鄉鎮要素oLayerDian = ds.GetLayerByName(file1980);//獲取布點圖層 oLayerDian.SetSpatialFilter(oLayerXiang.GetNextFeature(). GetGeometryRef().Buffer(Convert.ToDouble(heng), 0));//獲取點要素_按鄉鎮緩沖范圍設置空間過濾器。

圖1 控制點批量生成軟件Fig.1 Control Point Batch Generation Software

圖2 鄉鎮級控制點分布圖Fig.2 Distribution Map of Township Control Points

3.3 C#調用FileStream(文件流)生成lvp文件

通過GDAL遍歷圖層要素，將EzMap需要的坐標寫到lvp文件中(圖3)。

圖3 EzMap識別的lvp文件Fig.3 Lvp File Recognized by EzMap

3.4 山海易繪導入lvp進行矢量配準

在EzMap中將變化圖層進行可編輯，導入對應單位的lvp文件，選擇適當的配準模型，查看誤差滿足要求即可執行配準操作。配準后可以導入已有的CGCS2000坐標系矢量進行校驗，經過校驗配準效果滿足制圖要求(圖4)。

圖4 EzMap配準源點、目標點及誤差Fig.4 EzMap Registration Source Point, Target Point and Error

4 結語

以上介紹了山海易繪林業制圖工程文件及控制點制作方法，并以C#+GDAL構建軟件的方式，批量按縣域內各鄉鎮范圍生成矢量數據配準的控制點文件，通過EzMap軟件實現已有林業制圖文件從西安1980坐標系向CGCS200坐標系的轉換，可以精準、高效實現數據坐標轉換。