基于多种空间转换模型的DLG 空间变换批处理系统的实现

发表时间:2021/4/8   来源:《城镇建设》2020年第34期   作者:钟坚1 ,3,朱理想2
[导读] 在测绘工作中,往往会遇到矢量多种数据成果需要坐标转换问题。

        钟坚1 ,3,朱理想2
        1.南京维景数据工程有限公司,江苏 南京 211800;2.南京市测绘勘察研究院股份有限公司,江苏 南京210019;3.南京浦兴信息科技有限公司,江苏 南京211800
1 引言
        在测绘工作中,往往会遇到矢量多种数据成果需要坐标转换问题。但是由于作业方法、技术路线的不同,往往会造成矢量等多种数据转换后的成果不吻合,或存在较大偏差。因此,需要研究寻找一种方法,实现矢量数据的同步转换、且转换精度一致,并通过软件平台实现空间转换的自动化、智能化。
2 DLG空间变换批处理系统的实现
2.1 系统描述
        DLG空间变换批处理系统基于AutoCAD2008平台实现DLG空间变换批处理。本系统提供常用空间坐标转换类型,平面变换、节点变换、根据拟合或输入的参数进行空间坐标转换等功能,采用市最新控制测量成果拟合的转换参数,实现地方坐标系、1980西安坐标系、1954年北京坐标系、CGCS2000坐标系之间的相互转换,同时也实现了根据坐标点对拟合四参数及直接给定四参数任意带转换的功能。
2.2 系统架构
        项目系统采用三层架构,应用层、业务逻辑层、数据层。如图2-1所示。
        应用层:是项目系统的应用展现平台,DLG空间变换批处理系统的应用层主要包括了系统主界面、数据加载界面、空间变换选择界面、参数设置界面。
        业务逻辑层是项目系统的技术与业务实现方法,是针对具体业务的操作,主要包括了系统主要的业务类库,开发所依赖的开发环境等,是系统研发中的核心层。DLG空间变换批处理系统的业务逻辑层主要包括了数据管理类库、空间变换类库、拟合参数类库。
        数据层是项目系统的基础层,为业务逻辑层或应用层提供数据服务,主要包括了区域DWG格式数据等矢量数据。

图2-1 DLG空间变换批处理系统架构图
2.3 系统功能
        DLG空间变换批处理系统三模块,数据管理模块、空间变换模块、拟合变换模块、参数设置模块,其中,数据管理模块包括加载、显示。固定变换模块包括多种空间坐标转换功能,拟合变换功能包括任意带转换功能,参数设置模块包括平面变换功能、节点变换功能、换带解算功能、转换四至选择功能,如图2-2所示。

图2-2 DLG空间变换批处理系统应用图
1.1.1.1.1.1.1.2.1.1.3.2.3.1数据管理模块
        加载数据文件功能
        该功能主要用于将本地电脑上数据文件加载进系统中,用于空间变换,并提供批量加载数据的功能空间变换模块.
2.3.2拟合变换模块
        (1)读入转换四参数功能
        该功能主要用于将本地电脑上“转换四参数”数据文件加载进系统中,用于空间变换。
        (2)拟合转换四参数功能
        该功能主要用于将本地电脑上“控制点坐标”数据文件加载进系统中,用于拟合空间转换参数,并根据该拟合参数进行空间变换,如图2-3所示。
        (3)输入转换四参数功能
        该功能主要用于通过用户自定义输入“转换四参数”数据,系统根据用户所输入的四参数进行空间变换。
        

图2-3 拟合转换四参数
2.3.3参数设置模块
        (1)平面变换功能
        该功能主要用于对DWG数据进行平面变换,平面变换适合图幅不大的DWG数据,精度一般,可以满足日常的使用。
        (2)节点变换功能
        该功能主要用于对DWG数据进行节点变换,节点变换适合图幅较大的DWG数据,它不因为图幅范围而损失精度,其空间变换精度较高。
        (3)高程变换功能
        该功能主要用于对DWG数据进行高程变换,可以对数据进行整体增加高程或减少高程的操作。
        (4)换带功能
        该功能主要用于对DWG数据进行换带解算,通过源数据带号和目标数据带号进行解算。
        (5)转换四至选择方式功能
        该功能主要用于对DWG数据进行转换四至方式的选择,包括:外图廓、外框、图号、点选等选择方式。
        (6)添加带号功能
        该功能主要用于判断DWG源数据中是否含有带号、目标数据是否需要增加带号,或不执行该判断操作。
2.4实验验证
        在进行系统平台转换精度验证时,从单点、图形两方面进行验证,主要从系统功能性、投影正确性、转换正确性和精度验证进行验证,最终结果满足相关规范规定。具体情况如下。
2.4.1单点转换
1.1.4.1.1.5.        在全区域范围内东西南北中分别选取五个控制点的三套坐标(坐标系1、坐标系2、坐标系3进行控制点数据转换测试,结果见下表。

2.4.2图形转换
1.1.6.1.1.7.        在全区域范围内东西南北中选取五个控制点分别绘制五个500mX500m正方形,存为5个dwg图进行转换测试。图形的三套坐标(坐标系1、坐标系2、坐标系3)进行数据转换测试,结果见下表。

2.4.4测试结论
        (1)在图形单点转换测试中,本程序转换结果与控制坐标转换程序结果相似,纵向较差最大6.2cm,横向较差最大7cm。
        (2)在图形整体转换测试中,在500X500范围内图形转换精度与CAD单点转换精度相仿,纵向最大较差6.9cm,横向最大较差是7.9cm。
        从以上结果看出,平台转换成果满足相关规范和规定,可以使用。
3结束语
        目前, DLG空间变换批处理系统已在江苏多地三调、基础测绘、地下管线探测、基础地理信息更新等项目中得到了实践应用,其转换精度、转换效率和系统稳定性较好,受到了业主单位和用户一致好评。
        参考文献:
        [1]周明全, 樊亚春, 耿国华. 一种基于空间对称变换的三维模型形状描述方法[J]. 电子学报, 2010, 038(004):853-859.
        [2]徐文娟, 钟立新. 基于空间变换的产业集聚计量模型及实证检验[J]. 统计与决策, 2015, 000(015):131-134.
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