一种误差可控的快速地理坐标变换算法研究

摘要

经纬度与大地直角坐标是GIS系统的两种基本数据.由GPS采集得来的点位数据以及传感器获取的卫片数据往往是经纬度数据(WGS84),而在行业应用领域,包括土地资源管理、交通运输管理等领域所处理和使用的图件资料,无论是矢量格式还是网格格式,往往是基于大地直角坐标的XY数据.因此GPS数据,卫片数据以及图件资料等多源空间数据间坐标转换的速度与精度是影响上述多源数据集成应用效率与准确性的关键因素之一.rn 本文将所述地理坐标变换算法分别应用于低纬度的台湾省，中纬度的湖北省，北京市以及较高纬度的黑龙江省，验证算法在不同纬度地区的适用性，其变换过程包括相同参考基准下变换以及不同参考基准下变换两种，以验证算法在不同变换中的适用性。同时，分析纬度升高情况下局部区域范围与误差的变化规律。rn 实验证明，本算法可以应用于中国不同纬度地区，并适用于参考基准相同和不同的情况。以台湾地区实验为例，在5km*5km的网格中可以保证变换误差在2m以内，误差可以随着网格大小的减小而减小，在3km*3km的网格中可以保证变换误差在1m以内，同时越靠近网格中心误差越大。算法在低纬度地区适用性最强，而随着纬度的增加误差逐渐增大，需要减小变换区域来控制误差。rn 本研究目前局限于解决地理坐标数据与分带投影坐标系下同一投影带内数据间相互转换问题，对于跨带转换应用尚需进一步研究。