數(shù)字測圖中假定坐標(biāo)系統(tǒng)的使用及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法

【摘? 要】在工程測量領(lǐng)域的數(shù)字測圖工作中經(jīng)常遇到測區(qū)沒有高等級控制點，或者來不及做控制而需要先測圖的情況，本文主要針對數(shù)字化測圖外業(yè)工作中使用假定坐標(biāo)系統(tǒng)測得的數(shù)據(jù)，討論在內(nèi)業(yè)成圖工作中常用的幾種處理方法和各自的優(yōu)缺點。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化測圖;假定坐標(biāo)系統(tǒng);坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;RTK

引言

在全站儀結(jié)合RTK測量地形圖的過程中，因為地形情況復(fù)雜通視條件不好，經(jīng)常出現(xiàn)控制點數(shù)量不足，常用方法法是用全站儀做支導(dǎo)線，但支導(dǎo)線缺乏檢核條件，因此支導(dǎo)線點數(shù)目不可過多，特別是地籍測量等精度要求較高的項目中支站數(shù)通常要求不多于兩站。還有一種方法是用RTK臨時加密控制點，如果實際工程中出現(xiàn)RTK信號暫時不好或者距離基準(zhǔn)站較遠(yuǎn)無法得到固定解，則全站作業(yè)組無法測圖，則可以考慮先在合適的地方選兩個控制點，假定其坐標(biāo)用全站儀測圖，然后再設(shè)法用RTK測其坐標(biāo)，在內(nèi)業(yè)成圖時將兩個控制點的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而得到正確的坐標(biāo)。另外全站儀數(shù)字測圖中難免遇到設(shè)站錯誤，暫無控制點坐標(biāo)或后視困難等情況，對于后者可采用假定坐標(biāo)進(jìn)行施測。

1.坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換原理

如圖1所示，假定A、B兩點是控制點，測圖時以A作為測站點，以B作為后視點，假定A點坐標(biāo)為（0，0），假定AB邊的方位角為0，用角度定向的方法測量A點周圍的所有要素，然后在內(nèi)業(yè)成圖過程中首先進(jìn)行處理。數(shù)學(xué)模型如下：xoy為國家坐標(biāo)系，x′o′y′為假定坐標(biāo)系，其中o′點即為A點，B點在o′x′軸上，即AB在假定坐標(biāo)系中的方位角為0。P點為觀測的碎部點，其假定坐標(biāo)為（xp′， yp′， HP′）。具備條件時再用RTK測得AB兩點的正確坐標(biāo)分別為（xA， yA， HA，）、（xB， yB， HB），則可以求出AB邊的真實方位角αAB，即圖中所示的α，欲求碎部點P的正確坐標(biāo)（xP， yP， HP），則其計算公式為：

其中：

xp， yp——即為所求碎部點P的國家坐標(biāo);

xp′， yp′——即為所求碎部點P的假定坐標(biāo);

xA， yA——即為由RTK測得的A點的國家坐標(biāo);

HA，，HA′——即為A點實際高程和假定高程。

2.常見的幾種轉(zhuǎn)換方法

2.1使用Excel實現(xiàn)數(shù)據(jù)批量轉(zhuǎn)換

將文本數(shù)據(jù)*.txt或*.dat導(dǎo)入Excel中形成*.xls文件。文本文件數(shù)據(jù)如下：

1，0，10000.000，10000.000，70.000

2，0，9875.984，10071.601，70.619

3，0，9998.504，9998.155，70.054

具體步驟：

（1）文件→打開，在文件類型中選擇“文本文件（*.psn;*.txt;*.csv）”;

（2）在原始數(shù)據(jù)類型中選擇“分割符號”單選按鈕，下一步;

（3）在“分割符號”選項下根據(jù)原始數(shù)據(jù)行的分割方式選擇對應(yīng)選項，如本例中選擇“逗號”分割，下一步。則數(shù)據(jù)被打開。

（4）使用EXCEL表格進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元格編程方法如圖2。

在白色區(qū)域輸入已知值，XP和YP的計算公式分別為“=B3+B9*COS（D7）-E9*SIN（D7）”，“=E3+B9*SIN（D7）+E9*COS（D7）?！?/p>

2.2在CAD下使用平移和旋轉(zhuǎn)命令處理

首先使用假定坐標(biāo)完成全部圖形的繪制，點狀地物、文字注記等可以在旋轉(zhuǎn)完成后繪制，否則旋轉(zhuǎn)后文字和符號出現(xiàn)傾斜。再新建一張CAD圖紙，將兩個轉(zhuǎn)換點的正確位置繪制出來并連線。將繪制好的圖紙復(fù)制到新圖紙上，先將公共邊的一個端點移動到正確位置，在旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)整副圖紙到正確方向，則完成了圖紙的糾正。

2.3使用CASS軟件完成轉(zhuǎn)換

使用CASS軟件[地物編輯]下面的[坐標(biāo)轉(zhuǎn)換]功能，打開如下界面完成旋轉(zhuǎn)，如圖3。

（4）用計算機(jī)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，直接將假定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為正確坐標(biāo)。程序文檔此處略。

3.結(jié)語

在已知控制點不足的特殊情況下，可先選擇兩個控制點使用假定坐標(biāo)完成測圖，在室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或者繪圖完成后進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可采用編程法、EXCEL法，轉(zhuǎn)換圖形可采用CAD命令法、CASS軟件菜單法，總之都可先完成外業(yè)測量，后期進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理的到正確的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]魏希濤等.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在數(shù)字測圖中的應(yīng)用[J].《科技信息》，2010年，第19期：237

作者簡介：李金生（1978.03-），男，漢族，甘肅白銀人，碩士研究生，副教授，研究方向為測繪工程。