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讨论局部坐标系和国家坐标系的转换方法

总结: 提出了局部坐标系和国家坐标系的两种转换方法mapinfo坐标系转换，开发了基于MapInfo的坐标转换软件，并通过实例验证了两次转换的结果.

在GIS环境中，多源信息的集成会将各种数据集成到统一和标准化的信息中，因此数据共享是数字地球和数字区域的唯一途径，而空间坐标系的转换和统一是更多统一管理和无缝集成源数据的关键. 地图是GIS的主要信息来源之一，不同时期，不同地区，不同用途使各种地图的坐标系差异很大. 就我国的地图坐标系而言，在1990年代前后，国家基本比例尺地形图分别采用了北京坐标系和西安坐标系. 为了满足各种类型的城市建设需求，地方政府通常建立自己的独立或相对独立的坐标系，称为局部坐标系. 在某些区域甚至有两个以上的独立坐标系.

根据国家坐标系和局部坐标系建立的原理，从理论上分析其转换关系，并提出了两种可行的转换方法及其实现方案.

首先，局部坐标系与国家坐标系之间的关系

我国的大中型地形图使用6°分区或3°分区的高斯-克鲁格投影. 国家坐标系的建立基于高斯-克鲁格投影分区. 单独建立一个直角坐标系，简化您的高斯直角坐标系. 根据高斯-克鲁格投影的变形定律，离中央子午线越远，产生的投影畸变就越大. 大多数地区或城市不能位于投影区域的正中间. 例如，上海的位置大约为E120°50'〜E122°00'，位于6°分区的第21区，其中心子午线为E123°，该区域的最大长度变形可以达到0.00052 ; 3度投影区，上海也属于两个投影区40和41，中央子午线分别为E120°和E123°. 这样，对于像上海这样的城市来说，它无法在地图上准确地表达其空间信息，因此无法满足地图绘制或工程建设的需求. 因此，一些大中城市建立了自己的独立坐标系，并将其分别用于大型地形图.

建立局部坐标系通常是基于该区域中国家控制点作为原点（局部坐标系的起点）的需要，而通过原点的子午线就是中央子午线. 通常在地区城市的中间或西南角选择起点. 局部坐标系和国家坐标系之间的关系如图1a所示（省略）

第二，局部坐标和国家坐标的转换方法

目前，我国许多城市的大比例尺地图通常仅指示其本地坐标系，通常不指示国家坐标，也不指示纬度和经度. 这种地图数据的通用性通常很差，这成为多源数据融合的障碍. 根据国家和地方坐标系建立的原理和相互关系，提出了将地方坐标转换为国家坐标甚至地球坐标的两种方法: 直接转换方法和间接转换方法.

1. 直接转换方法

如图1a所示，局部坐标系和国家坐标系之间存在旋转和平移关系. 因此，转换两个坐标系的最直接方法是计算局部坐标系相对于国家坐标系的旋转角度和平移.

计算本地系统与国家系统的旋转角度

在高斯-克鲁格投影中，除了中央子午线投影为一条直线外，其他子午线是对称的并且会聚到中央子午线. 根据国家坐标系和局部坐标系的建立原理，国家坐标系与局部坐标系之间的夹角为子午线收敛角. 通过了解地点原点的经度和纬度mapinfo坐标系转换，可以使用子午收敛角公式来计算局部坐标系相对于国家坐标系的旋转角α.

计算翻译量

从图1a中可以看出，平移量是国家坐标系中本地坐标系原点的坐标值. 了解本地坐标系原点的经度和纬度后，您可以先计算原点与中央子午线之间的差，然后使用高斯-克鲁格投影公式计算本地坐标系相对于本国坐标的平移坐标系（Xo，Yo）.

执行坐标转换

根据局部坐标系和国家坐标系之间的关系，转换公式介绍如下:

2. 间接转换方法

间接变换方法的出发点是将局部坐标系的建立与国家高斯-克鲁格矩形坐标等同，并将其视为矩形中央子午线的垂直轴（本地原点的经度）为赤道直角坐标轴局部高斯-克鲁格直角坐标以北有一定距离（从局部原点到赤道的子午线的弧长）并且垂直于中心子午线是水平轴（请参见图1b）.

这样，坐标系变换的本质就变成了投影区域的变换. 可以将大地坐标从局部直角坐标反转，然后可以根据大地坐标正求解国家高斯直角坐标. 这种转换本身很复杂，因此选择一个好的GIS软件作为开发平台是本文的捷径.

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