杨艳清
长治市精图测绘有限公司 047699
摘要：因地球表面极不规则，在计算机技术高度发达的今天，甚至可预见的未来，人类都无法精确表达赖以生存的这颗星球，因此便发明了地图投影，以易于理解、易于绘制的平面图来近似表达地表。地表物体由地面投影到椭球面，再投影到平面的过程中必然存在投影变形。本文基于城市基础测绘的坐标系统选用问题探讨展开论述。
关键词：城市基础测绘；坐标系统选用；问题探讨
引言
目前市、县各类存量空间数据主要以大比例尺4D数据成果为主，坐标系统基本采用城市相对独立的平面坐标系，建立城市相对独立的平面坐标系统与2000国家大地坐标系联系时，坐标转换模型要同时适用于地方控制点转换和城市数字地图的转换，一般采用二维平面四参数转换模型，重合点较多时可采用多元逐步回归模型。相对独立的平面坐标系统下数字地形图转换采用点对点转换法完成相对独立的平面坐标系统下数字地形图到2000国家大地坐标系的转换，转换后相邻图幅不存在接边问题。
1地方坐标系的产生
目前，普遍采用的高斯－克吕格投影是正形投影(保角投影)，存在着长度、面积的变形，即地表实测的长度、面积与对应的图面的长度与面积存在细微差异，这种差异会随着目标物远离投影带中央子午线而加大，但通过选择合适的中央子午线及限制投影带宽度，形变是可以控制在可接受的范围内的。1)三参数转化法是通过求解两个坐标系中X、Y、Z的平移量(ΔX、ΔY、ΔZ)来实现坐标系的转换，在控制区内利用该点的北京54或西安80坐标和CGCS2000坐标系的平面坐标通过测算转换软件计算出参数。2)与三参数转化法相比，七参数转换法相对比较严密，3个平移量即x平移、y平移、z平移，3个旋转变量即X旋转、Y旋转、Z旋转，1个比例参数。计算七参数需要在一个地区内查找3个或3个以上的已知重合点才能实现，最好项目测区范围内，重合点在5个以上，并且分布较为均匀，这样换算成果资料更加严密准确。3)所谓综合法就是在相似变换Bursa七参数转换基础上，对空间直角坐标残差进行多项式拟合，系统误差通过多项式系数消弱，使统一后的坐标系点坐标具有较好的一致性，从而提高坐标转换精度。先利用重合点相似变换转换Bursa七参数坐标转换模型中的7个数据(3个平移参数［ΔXΔYΔZ］T、3个旋转参数［εxεyεz］T、1个尺度参数m)，采用多项式拟合方法对相似变换后的重合点残差Vx，Vy，Vz进行拟合计算。
2坐标转换参数求取方法
1）重合点选取。选用具有原坐标系坐标和2000国家大地坐标系坐标的控制点作为重合点（实测、收集），重合点选取的基本原则为等级高、精度高、分布均匀、覆盖整个转换区域、局部变形小。重合点要分布均匀，包围城市区域，并在城市内部选定若干个均匀分布的重合点对坐标转换精度进行检核，检核点数量一般不少于6个。2）转换参数计算。城市局部区域一般采用二维四参数平面坐标转换模型，重合点坐标为x和y，共4个转换参数，即2个平移参数、1个旋转参数和1个尺度参数。计算转换参数应有多余条件，用于计算转换参数的重合点数量与转换区域的大小有关，重合点数量一般不少于5个。用所确定的重合点坐标，根据坐标转换模型利用最小二乘法计算模型参数。最终采用哪些重合点，需根据所计算的转换参数计算重合点坐标残差，分析比较残差值的大小，剔除残差大于3倍中误差的重合点（粗差），粗差率应控制在20%以内，重新计算坐标转换参数，直到满足精度要求为止。
3大比例尺数字测图及工程测量领域坐标系统选用准则
大比例尺数字测图和工程测量的野外数据采集工作量巨大，如果坐标系选用不当，则仪器实测的距离(光电测距、钢尺量边)与图面表达的距离相差过大，不经投影改化直接用于成图将引发投影差配赋不均，图面将产生挤压或撕裂现象，有悖于地形图的科学性原则;若每测一个点或每量一条边都要经过边长改化才能展绘成平面图，将造成工作效率低下、出错率增高，给野外施测造成极大的不便。相反，通过选择合适的坐标系统来控制投影变形，实测距离或点位无须投影改化便可直接用于图面坐标展绘，亦即长度的投影形变不明显，无须对边长进行处理，全站仪实测的坐标及测距仪(钢尺)量出的长度可直接用于地貌地物的展绘，则工作效率高、出错率低、成图作业简单方便。
4相关措施
4.1数据共享体系的建立与完善
考虑到我国城市数量较多，区域面积较大，地理信息多样，在进行基础测绘信息的应用过程中，有必要在前期各项技术活动的基础上，做好数据共享机制的完善，通过数据共享，使得能够实现数字城市的联动，将数字城市的建设难度控制在合理的范围内，同时增强数据线信息的处理能力，便于信息数据存储与使用。
4.2推进现阶段的智能城市建设
智慧城市建设大可依赖CORS的测绘手段用于提供支持，而测绘新技术就属于关键性的城市建设手段。在助推新型智慧城市建设的具体实践中，CORS的全新测绘技术具有不可忽视的价值。此外，测绘新技术还能用于协助相关的规划决策人员，对于现有的城市建设决策偏差进行及时的纠正，确保达到最佳的城市建设综合效益。例如针对各类典型的城市污染物如果要达到精确检测的目标，那么技术人员目前已经能够借助于智能化手段来实现相应的测绘操作处理，避免表现为测绘操作中的细节误差，同时也攻克了传统测量中的范围局限性和零散性中的困扰。运用CORS的测绘信息化手段可以达到城市规划总体成本显著减少的目标，对于创建最大化的城市规划效益也能提供切实的保障。
4.3健全基础测绘技术应用体系
在数字城市建设的过程中，工作人员需要真正认识到基础测绘的重大作用，通过思维方式的转变，不断增强基础测绘技术的应用效果，推动数字城市的科学高效建设。具体来看，工作人员在应用过程中，需要建立起完善的基础测绘更新机制，例如根据数字城市的建设要求，有计划性地开展市政测量、房屋测量、灾害勘察等相关方面的工作，并根据相关工作流程，及时对测绘数据进行上传，以此来完善数字城市信息库，这种更新体系，无疑对于增强了基础测绘的有效性，能够在不同的场景下，充分满足数字城市的建设要求，使得数字城市更加全面地反映出应用城市现状，政府部门可以根据基础测绘提供的数据，有针对性地开展城市规划、管理工作，促进了城市的健康快速发展。
结束语
基础测绘以数字化技术为支撑，通过3S技术、网络技术，为地理数据测算、城市规划等工作开展提供了基础支持，基础测绘能够满足不同场景下的使用需求，例如目前基础测绘被广泛应用于大地测量、房产测量以及地形测量等领域，尤其在数字城市中的应用，使得技术人员能够根据实际的使用需求，在短时间内，快速获取各类专用地图，完成各类辅助性规划以及信息数据收集工作。
参考文献
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