柴春秋　顧繼軍　惠琪

【摘要】本文結(jié)合數(shù)字地籍測(cè)量工作，就1954北京坐標(biāo)系與1980西安坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題進(jìn)行了分析，對(duì)適合于小面積范圍的轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行了探討并對(duì)轉(zhuǎn)換精度做出評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字地籍；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；方法與精度

1. 概述

（1）城鎮(zhèn)數(shù)字地籍測(cè)量是指應(yīng)用信息、測(cè)繪等技術(shù)，測(cè)定并記錄土地權(quán)屬、位置、界址、面積等地籍要素和相關(guān)地形要素，提供電子數(shù)字成果的專業(yè)測(cè)繪工作，是地籍調(diào)查的重要組成部分。

（2）隨著新一輪城鎮(zhèn)數(shù)字化地籍調(diào)查工作的開展，各地國土部門都在組織測(cè)繪隊(duì)伍實(shí)施城鎮(zhèn)數(shù)字地籍測(cè)量，或在利用原測(cè)量成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字地籍修補(bǔ)測(cè)，為確定土地權(quán)屬和進(jìn)行土地登記提供依據(jù)。

（3）城鎮(zhèn)數(shù)字地籍測(cè)量的平面坐標(biāo)系統(tǒng)一般采用1980西安坐標(biāo)系（以下簡稱西安80）或1954北京坐標(biāo)系（以下簡稱北京54），已有地方坐標(biāo)系的也可繼續(xù)沿用，但應(yīng)提供與國家坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)。《杭州市城鎮(zhèn)數(shù)字地籍調(diào)查技術(shù)細(xì)則》規(guī)定“縣（市）應(yīng)采用1980西安坐標(biāo)系”。在地籍修補(bǔ)測(cè)工作中，如果原地籍圖的平面坐標(biāo)系統(tǒng)是1954北京坐標(biāo)系，就存在圖形坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問題，北京54坐標(biāo)系與西安80坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法、轉(zhuǎn)換精度以及轉(zhuǎn)換后能否滿足數(shù)字地籍的精度要求就成為我們?cè)趯?shí)際工作中要探討的問題。

圖1

圖2

（4）2007年5月，我院承擔(dān)了××市城鎮(zhèn)數(shù)字地籍調(diào)查（修補(bǔ)測(cè)）項(xiàng)目，采用西安80坐標(biāo)系，在原數(shù)字地籍圖（2002年施測(cè)）基礎(chǔ)上，完成地籍?dāng)?shù)據(jù)庫的更新。

（5）由于2002年數(shù)字地籍圖采用的是北京54坐標(biāo)系，需要先把原圖轉(zhuǎn)換到西安80坐標(biāo)系中，然后直接采用西安80坐標(biāo)系的控制點(diǎn)成果，采集界址點(diǎn)和地形碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)，完成地籍修補(bǔ)測(cè)。

（6）為此，本文對(duì)原城區(qū)地形圖的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方案和圖形轉(zhuǎn)換精度做了探討和分析。

圖3

圖4

2. 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換思路

2.1關(guān)于三維坐標(biāo)的表示方法大致有三種：經(jīng)緯度和高程，空間直角坐標(biāo)，平面坐標(biāo)和高程。北京54和西安80坐標(biāo)屬于平面坐標(biāo)和高程這一種，通常所說的WGS-84坐標(biāo)是指經(jīng)緯度和高程這一種。

2.2北京54和西安80坐標(biāo)系采用的是不同的橢球體，理論上沒有嚴(yán)密的轉(zhuǎn)換方法，一般而言比較嚴(yán)密的是用七參數(shù)法，范圍較小時(shí)（最遠(yuǎn)點(diǎn)距離小于30Km）可采用三參數(shù)。

2.3根據(jù)工程需要，本次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，高程直接引用1985國家高程基準(zhǔn)，不涉及空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，測(cè)區(qū)面積較?。ㄗ钸h(yuǎn)點(diǎn)為9Km），所以可采用同一橢球體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的四參數(shù)法。

2.4利用城區(qū)GPS D級(jí)網(wǎng)的兩套坐標(biāo)成果，選擇覆蓋城區(qū)且分布均勻的7個(gè)D級(jí)點(diǎn)作為公共點(diǎn)，計(jì)算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換四參數(shù)。

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

2.6把北京54坐標(biāo)控制網(wǎng)成果轉(zhuǎn)換成西安80坐標(biāo)，和西安80坐標(biāo)系的解算成果相比較，統(tǒng)計(jì)出較差和較差中誤差，作為衡量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度指標(biāo)，這一指標(biāo)的限差應(yīng)參考相應(yīng)等級(jí)控制網(wǎng)允許的點(diǎn)位精度。

2.7把北京54坐標(biāo)系圖轉(zhuǎn)換到西安80坐標(biāo)系后，用西安80坐標(biāo)系的控制點(diǎn)，檢查界址點(diǎn)及重要地物點(diǎn)的精度，其中包含了二次測(cè)量誤差和圖形轉(zhuǎn)換誤差，所以此項(xiàng)檢查的標(biāo)準(zhǔn)中誤差應(yīng)為5cm的2倍，即8.0cm。

3. 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實(shí)施

3.1利用覆蓋城區(qū)且均勻分布的7個(gè)GPS D級(jí)點(diǎn)作為公共點(diǎn)，求得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換四參數(shù)為（如圖1，圖2），控制點(diǎn)的分布如圖3。

3.3 利用南方CASS成圖軟件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，通過公共點(diǎn)計(jì)算四參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)由北京54坐標(biāo)系到西安80坐標(biāo)系的圖形轉(zhuǎn)換， 如圖5。

圖5

4. 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度評(píng)定

4.1利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件COORD4.2，對(duì)7個(gè)公共點(diǎn)的兩套坐標(biāo)成果，做出精度評(píng)定，數(shù)據(jù)如表1。

4.2本工程的GPS一級(jí)控制網(wǎng)，共277個(gè)點(diǎn)，通過整體平差，統(tǒng)一解算出1980西安坐標(biāo)系成果，把北京54坐標(biāo)系的成果轉(zhuǎn)換為西安80成果，和80坐標(biāo)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(tǒng)計(jì)表明坐標(biāo)轉(zhuǎn)換精度良好。具體數(shù)據(jù)如表2。

4.3原北京54坐標(biāo)系下的圖形轉(zhuǎn)換到西安80坐標(biāo)系后，用西安80的坐標(biāo)成果打點(diǎn)檢查了30個(gè)界址點(diǎn)，坐標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)中誤差，數(shù)據(jù)說明原圖形轉(zhuǎn)換后，可以在西安80坐標(biāo)系基礎(chǔ)上進(jìn)行地籍修補(bǔ)測(cè)。具體數(shù)據(jù)如表3。

4.4為了察看坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對(duì)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(zhuǎn)換后，發(fā)現(xiàn)面積較差的相對(duì)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(shù)據(jù)如表4。

4.5我們用CASS成圖軟件的轉(zhuǎn)換功能和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件兩種方法轉(zhuǎn)換，對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果做了比較，發(fā)現(xiàn)兩種方法轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)一般只相差幾個(gè)毫米，這是因?yàn)閮煞N方法對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的取位不同導(dǎo)致，不影響圖形轉(zhuǎn)換精度。

5. 結(jié)束語

5.1北京54和西安80坐標(biāo)系雖然采用的是不同的橢球體，但在小面積范圍內(nèi)，套用同一橢球體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的四參數(shù)法是可行的。

5.2在計(jì)算轉(zhuǎn)換參數(shù)時(shí)，公共點(diǎn)最好選在測(cè)區(qū)四周及中心，均勻分布，能有效的控制測(cè)區(qū)。不能選在測(cè)區(qū)的一端，以盡量減少轉(zhuǎn)換參數(shù)誤差對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響。

5.3本次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換利用公共點(diǎn)求得的轉(zhuǎn)換參數(shù)精度可靠，數(shù)據(jù)和圖形的轉(zhuǎn)換結(jié)果滿足工程要求。

5.4通過本次轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了城區(qū)北京54數(shù)據(jù)庫與西安80數(shù)據(jù)庫的連接，充分利用了原有數(shù)據(jù)庫，在一定程度上，降低了建庫成本。

5.5通過這次地籍修補(bǔ)測(cè)項(xiàng)目，我們聯(lián)測(cè)了浙江省1980西安坐標(biāo)系基礎(chǔ)控制網(wǎng)，建立了城區(qū)1980西安坐標(biāo)系一級(jí)控制網(wǎng)，為我市測(cè)繪數(shù)據(jù)的統(tǒng)一及下一步建制鎮(zhèn)地籍調(diào)查奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]浙江省城鎮(zhèn)數(shù)字地籍調(diào)查暫行規(guī)定，浙江省國土資源廳，2005

[2]杭州市城鎮(zhèn)數(shù)字地籍調(diào)查技術(shù)細(xì)則，杭州市國土資源局，2007