用MAPGIS地理坐标与大地坐标的转换.docx

MAPGIS是国家科技部和建设部推广的国产GIS软件，是国内优秀GIS平台之一，目前在城市勘测单位使用越来越广泛，很多单位用它来做矢量化、数据编辑、入库的平台。但由于大部分城市勘测单位都是做1：500到1：2000的大比例尺地形图，对投影变换用的比较少，偶尔要用到地方坐标系和国家坐标系的转换，以及换带计算等就觉得非常困难，笔者经过大量的生产实践发现：巧用MAPGIS的投影变换不仅可以轻松解决各种坐标系之间的转换问题，还可以进行坐标展点及高斯坐标的正反算等，下面就对这些问题的参数设置、操作过程进行详细的说明。在具体说明之前，先对几个关键词的含义进行说明。地图投影即按某种数学规则将椭球球面上一点与地图平面上的一点相对应。地图投影的参数有椭球的长半径，短半径，扁率，第一偏心率，第二偏心率。数学规则有等角映射、等面积映射等。我国地图制图普遍采用的是高斯-克吕格（GAUSS-KRUGER）投影，它是一种等角横切椭圆柱投影，该投影以中央经线和赤道投影后为坐标轴，为控制长度变形，一般采取分带投影。我国1：2.5-1：50万的地形图均采用6度分带，1：1万及更大比例尺地形图采用3度分带。
MAPGIS的坐标系为数学坐标系，与投影平面直角坐标系中的X、Y坐标相反，即横坐标为X，纵坐标为Y，未经投影变化之前均为毫米表示。MAPGIS的用户坐标系是指由用户指定的相对二维坐标系，一般与实际地物定位无关；地理坐标系是以经纬度表示的，经度的起点在格林威治，向东为正，纬度自赤道起，向北为正，常用来坐标定位；投影平面直角坐标系是将地球球面投影到平面后所设定的坐标系。我们常说的1954年北京坐标系，1980年西安坐标系均为高斯投影的投影平面直角坐标系，只不过它们采用了不同的椭球参数；北京坐标系使用克拉索夫斯基椭球，西安坐标系采用IAG1975年推荐椭球。
TIC点为已知理论坐标的控制点，可以是三角点、导线点，也可以是方里网点，理论值可以是大地直角坐标，也可以是地理经纬度。TIC点输入后即存当前的文件中。(可以为点文件，也可以为线文件，在什么文件中采集的TlC点就保存在什么文件中。) 标准分幅是指按国家规定的相应比例尺的经差和纬差所形成的图幅，因而一幅标准分幅的基本比例尺的地形图如果输入了西南角的经纬度和带号则相应的东北角的经纬度和中央经线的值即是确定的，不需要再输入。在了解了上述关键词的含义后，下面分别对上述功能实现进行阐述。

1.换带计算以6度带换为3度带，经度为102°37′30″为例:
（1）根据经度分别计算此幅留在6度带和3度带的带号N6和N3， N6=[经度/6]+1=18；N3=经度/3（四舍五入）=34； []为取整符号。
（2）启动MAPGIS投影变化功能，选择 P投影转换/ B成批文件转
（3）设置“当前投影参数”，设置“当前投影参数”。
（4）参数设置好后，点开始投影，投影后生成的文件仍保存在所选择的目录中，如果你不确定，可以在编辑功能中装入点、线文件查看一下坐标即知文件已经转为3度带的坐标了。这里有几点需要注意：进行投影转换的文件必须以米为单位（在编辑系统中装入点、线文件查看一下坐标的单位是否为米，投影变换系统中的单位显示是错的，即使坐标单位为米也会显示为毫米），如果坐标单位是毫米先要用投影变换将毫米变为米；坐标为全坐标，不能省略大数，Y坐标中不含带号；使用“批件覆盖，因此在变换之前需将原文件备份；凡使用以米为单位的投影平面直角坐标，比例尺1：10000。
2．高斯坐标正反算在工作中我们经常会遇到要将地理经纬度转为投影平面直角坐标或将投影平面直角坐标转为地理经纬度即高斯坐标正反算问题，我们可以用下面的办法解决。以地理坐标（102°37′30″，24°55′00″）化为北京54坐标为例：
（1）在投影功能中选择投影转换/输入单点投影转换 。
（2）编辑转换前的参数，设置“原始投影参数”。
（3）设置转换后参数，编辑“结果投影参数”。
（4）在原始数据输入窗中输入要正算的经纬度，选择 投影点 ,此时投影结果输出窗中就显示出该点的直角坐标值。对于坐标反算，重复上面的过程，将原始投影参数和结果投影参数互换一下即可。
3．北京54系与西安80系互相换算以地理坐标（102°37′30″，24°55′00″）的北京54系与西安80系坐标为例。
（1）西安80坐标→北京54坐标选择 投影转换 单点投影 ，设置原始投影参数如下：
坐标系类型：投影平面直角坐标。椭球参数：2．西安80/1975 。
投影类型：5．高斯－克吕格。比例尺分母：1 。坐标单位：米。
投影带类型：6度带（根据图纸情况输6度带或3度带）。
投影带序号：18 。
设置结果投影参数如下：
坐标系类型：投影平面直角坐标。椭球参数：1．北京54。
投影类型：5．高斯－克吕格。
比例尺分母：1 。坐标单位：米。
投影带类型：6度带（根据图纸情况输6度带或3度带）。
投影带序号：18 。
在原始数据输入窗中输入要转换的西安80坐标，选择 投影点 ，此时投影结果输出窗中就显示出该点的北京54坐标值。
（2）北京54坐标 西安80坐标影参数和结果投影将上面的原始投参数互换一下即可。对于整幅图的转换，可以将图中的所有TIC点的北京54系、西安80系的坐标对算出米，将其中一个值作为TIC点的理论值进行投影或误差校正即可。
4．地方坐标系与北京54系、西安80系互相转换地方坐标系与北京54第、西安80系的转换有两种方式：一种是误差校正的方式，一种是投影方式。
(1)误差校正方式这种方式要用户用自己的程序将图形文件中的TIC点的北京54系坐标或西安80系的坐标计算出来，利用Mapgis误差校正功能，在采集TIC的实际值（此时为用户坐标）时将相应的北京54系坐标或西安80系的坐标作为理论值输入，进行误差校正变换即可。
(2)投影方式 利用两套坐标系中公共点求坐标转换系数，用 投影转换 S坐标系转换功能做为使转换精确，控制点一般选等级较高的点，低等级的点用来检验转换的正确性。
5． 坐标展点在工作中我们常遇到要将一些坐标点展绘到图纸上，当然可以用坐标输入的办法在各种GIS软件或绘图软件中输入这些点，但对于批量的眯这样做既麻烦又易出错，这时可以用“用户投影”来做。
（1）按下列格式将坐标点输入到“记事本”中。在下列文件中：
第一列为点号，第二列为X坐标值，第三列为Y坐标值。列与列之间用逗号隔开。
输入完毕以后，保存文件并起名

（2）进入MAPGIS主菜单→实用服务→投影变换
（3）单击“投影变换”在下拉菜单中选择“用户文件投影转换”
（4）单击“打开文件”

（5）在弹出的下列对话框中选择保存后的的文本文件，然后打开。

（6）选择“按指定分隔符”→设置分隔符。

（7）分隔符号选择“逗号”→属性名称所在行选择“dh,x,y”,然后点击“确定”

（8）设置X位于：？列 Y位于：？列 （“？”可在“指定数据起始位置”下面的窗口中看到。）→选择“不需要投影”→点击“数据生成”。

(9)在窗口的任意位置单击右键，在下拉菜单中选择“复位窗口”

小结：灵活应用Mapgis的功能是可以解决很多问题的，由于Mapgis的说明书写得不够详细，有的功能没有提到，有些功能可以综合起来完成某种应用，笔者将自己的经验总结出来，希望给Mapgis的用户一点启发。

利用MAPGIS制图软件换算大地坐标和经纬度
地质工作中常要对进行大地坐标转经纬度和经纬度换大地坐标,以下步骤请大家熟记：
一、大地座标→经纬度(地理坐标)
1、在文本文件中输入大地坐标数据，格式为   Y空格X。
如下，原始的大地坐标由一个8位的Y和一个7位的X组成，“新建文本文档.txt －记事本”显示如下：
31560000 4503500
31565000 4503500
31565000 4507500
31568500 4507500
这组坐标数据中的Y的前两位为31，是分带号，一般使用的分带有三分带，六分带，这里的坐标是三分带的，记下Y前的这两位数，在原始数据中去除掉，
现在数据变为：Y—6位，X—7位。“新建文本文档.txt －记事本”显示如下：
560000 4503500
565000 4503500
565000 4507500
568500 4507500
保存这个TXT的文本文件。
2、打开MAPGIS，启动坐标投影变形程序
如果是MAPGIS6.7版，请选择“实用服务→投影变换系统→用户文件投影转换”→点击打开文件，打开刚才的大地坐标的文本文件。
“指定数据起始位置”中出现刚才的的文本文档，显示如下：
560000 4503500
565000 4503500
565000 4507500
568500 4507500
在设置用户文件选项中，一般选：按行读取数据，X→Y顺序，生成点。最后点击确定。
3、设置输入数据的格式，点击用户投影参数，并完成设置。
坐标系类型——大地坐标系
投影类型——5：高斯克吕格投影
比例尺分母——1
椭球面高程——0
投影面高程——0
投影带类型——3度带或6度带
投影带序号——31
X，Y的平移均设0
这里我们的大地座标为3度带的第31带，注意填好，坐标单位为米
接着为：设置输出的格式，我们要求输出的是经纬度，点结果转换参数，完成设置。
4、输入投影参数
坐标系类型——地理坐标系
我们输出的经纬度的单位应该是DDDMMMSS。SS注意点写到文件，保存就大功告成了，注意：保存的文件要写上.TXT的后缀
最后，在文本文件中计算出的结果如下：
x= 560000.000 y=4503500.000 xp= 934234.357 yp= 403950.255
x= 565000.000 y=4503500.000 xp= 934607.202 yp= 403948.893
x= 565000.000 y=4507500.000 xp= 934608.692 yp= 404158.555
x= 568500.000 y=4507500.000 xp= 934837.762 yp= 404157.535
xp为经度，934234。357就是93度42分34。357秒，
YP为纬度，403950。225就是40度39分50。255秒（纬度没有最多90，所以没有三位数）

二、经纬度→大地座标
同样，输入文本文件格式如下，
934234  403950
934607  403948
934608  404158
934837  403157
这里面的数据前面的为经度，格式为ＤＤＤＭＭＳＳ，后面的为纬度，格式为ＤＤＭＭＳＳ
接下来的转换过程和大地坐标转换一样，只要将刚才的用户转换参数和结果转换参数交换即可，
要注意分带号的确定，如果你不知道分带号，就应该先计算分带号，算法是
经度／３得到的整数为三度带的分带号
经度／６得到的整数为六度带的分带号
计算所得的结果格式如下
x= 934234.000 y= 403950.000 xp= 559992.662 yp=4503569.573
x= 934607.000 y= 403948.000 xp= 564996.549 yp=4503549.933
x= 934608.000 y= 404158.000 xp= 564984.958 yp=4507560.321
x= 934837.000 y= 404157.000 xp= 568483.383 yp=4507560.911其中的xp为地图上的y坐标，记得在前面加上带号，
其中的yp为地图上的x坐标
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