1绪论
1.1研究背景和意义
望城目前拥有的基础测绘成果主要包括1:500和1:1000数字地形图、数字正射影像图、E级控制点等。其成果资料由长沙市望城区城乡规划局和长沙市望城区规划信息服务中心共同出资、共同委托湖南省第三测绘院生产完成，由于时间较早，当时采用的是1954北京坐标系，中央子午线为114°; 1:1000的成果资料于2008年完成、1:500的成果资料完成于2011年，均采用的上述坐标系。应省国土资源厅的要求，在土地报批时必须釆用西安80坐标，导致已有的成果数据须批量由北京54坐标系转换为西安80系。本文的研究如何实现批量的、高精度的转换较大面积的矢量地形数据，一旦完成将为单位省出约50万的转换费用，也为以后的工作提高了质量和效率。同时随着2000坐标系的使用，这种方法也将在后续的工作中发挥较大的作用。
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1.2研究现状
在目前使用较多的坐标转换方式是平面直角坐标转换和换带转换。对于这两种单纯的坐标转换已经比较成熟，平面直角坐标的转换一般用在北京54坐标系、西安80坐标系之间互转，以及与2000国家坐标系、地方坐标系之间的互转；相同坐标系之下的换带计算也更成熟。目前使用较多的有湖南省测绘研究所开发的坐标转换软件（主要实现了北京54坐标系、西安80坐标系和2000坐标系之间的互转）、长沙市勘测设计院开发的坐标转换软件（主要功能是北京54坐标系和长沙独立坐标系之间的互转）。但这些都只能转坐标，无法直接转换图纸。对于小面积的图纸转换可以用两点校正的方式，面积稍大点的可以用多点校正来实现，对于更大的图纸就只能用把大图分割为相对面积较小（面积的具体大小依据所需要的精度来定）的多个子图分别进行转换，然后进行拼接。而且用这种校正的方式存在操作繁琐、精度不均匀、出错率高、元素丢失较多等问题，影响了日常工作。迫切的需要开发一种可以直接进行高精度的、均勾精度的图纸转换软件，当然这种图纸转换软件也是建立在单点坐标转换的基础上的。
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1.3章节安排
本文共分六章，第一章绪论，主要介绍研究背景和意义、现状、内容及方法；第二章介绍坐标转换的原理和方法，本章在介绍常见坐标系的基础上着重介绍了几种坐标系之间的转换模型；第三章主要介绍基于10参数正形变换法的坐标转换模型；第四章首先研究分析DXF文件格式，并对其进行读写的方法进行研究，最后介绍矢量地图的坐标转换方法；在坐标转换中高程也是需要转换的，转换后的高程值自然和以前的不同，那么等高线的属性也应该一起变化，需要重新生成，在本文的第五章主要就是介绍高程转换中的地貌重构。
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2坐标转换原理与方法
2.1常见坐标与坐标系统
地面上一点的空间位置可以用大地坐标（B,L,H)表示，即用经缔度和高程来表示。大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，讳度以赤道面为参考面，经度以起始子午面为参考面，椭球面上的某点在这两个参考面上的投影即为该点的经讳度。如图2-1所示，过地面点P点的子午面与起始子午面之间的夹角为该点经度L;椭球面法线与赤道的夹角为该点的玮度B。为了表示方便，国际上将参考椭球分为南北半球、东西半球，即南玮、北讳、东经、西经。规定从从赤道面算起，由赤道面向北为正，从0°到90°为北炜；向南为负，从0°到90°为南祎；起始子午面算起，向东为正，从0°到180°为东经；向西为负，从0°到180°为西经。由于工程勘察、设计、施工建设等日常工作是在平面上进行的，因此需要将的点的位置和地面图形表示在平面上，通常需要采用平面直角坐标系。测量中常用的平面直角坐标系有：高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系和建筑施工坐标系[1]。
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2.2空间直角坐标系统的转换模型
空间直角坐标系的转换主要包括不同参心空间直角坐标系间的转换和参心空间直角坐标系同地心空间直角坐标系直角的转换两类。进行两个空间直角坐标系的转换，共需要七个参数，即坐标原点的平移参数（三个)、坐标轴不平行的旋转参数（三个）和尺度不同进行的缩放参数（一个)。当转换参数未知，则可以用这两个坐标系中的公共点来求解。其中每个公共点可以列出三个方程，所以只要有两个公共点及一个辅助公共分量即可以求解出七参数。但在实际应用中为了提髙精度和稳定性一般是利用多个公共点，按最小二乘原理进行平差求出最佳解。本文主要研究的内容是坐标转换的模型、高程转换中的地貌重构、DXF文件的格式及其读写，通过这些来实现矢量地图的转换。主要应用的方法是10参数正形变换法坐标转换、等高线的抽稀算法、高程点的转换及等高线的生成。
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3基于10参数正形变换法的坐标转换..........8
3.1 10参数正形变换法原理.........8
3.1.1正形投影的定义......... 8
3.1.2正形变换法的基本原理......... 8
3.2公共点的选取方案......... 10
3.3基于10参数正形变换法的坐标转换对比实验......... 10
4 矢量地图坐标转换......... 19
4.1DXF格式介绍......... 19
4.2 DXF文件各类实体坐标的读取......... 19
.3 DXF文件中3D矢量实体坐标转换为世界坐标......... 23
4.4 DXF文件坐标转换.........27
5 高程转换中地貌重构......... 30
5.1等高线抽稀算法......... 30
5.2高程点的高程转换......... 36
5.3等高线重构算法......... 39
5.4实验......... 43
5高程转换中地貌重构
5.1等高线抽稀算法
原始地形图地貌中的等高线，由于需要加减一个常数的差值，导致高程不是等高距的整数倍，这不符合等高线的规则。因此，需要将这条等高线删去，并取线上的若干点作为参考高程点进行新的等高线的绘制。当这些工作在CAD中完成时，就要适用于AutoCAD中等高线的线型。一幅矢量地形图在AutoCAD中打开后，等高线是以一条由非常密集的顶点连接形成的多段线。因此我们要实现等高线重绘的功能，就要在删除等高线的同时将形成等高线的顶点绘制到地形图上。但是由于等高线顶点非常密集，一条长度40米左右的等高线中可以包含超过200个顶点，而这些点只是因为要使等高线表现地平滑而相距十分接近，在重绘等高线的时候并不需要这么多高程点，这就导致在重绘等高线时出现高程点数据的严重冗余[19]。但是在绘制等高线时其实只需要一些高程特征点作为参考就可以快速准确地完成任务，过多的高程点反而会导致绘制等高线的过程变得十分缓慢，并且绘制出的等高线可能会出现十分明显的错误（见图5-1)。因此，我们需要对等高线的顶点进行抽稀。
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结论
由以上章节的介绍和试验数据可以看出，通过读取DXF格式文件中的坐标，然后经过十参数的坐标转换再写入文件，最后对地貌进行重构的方式可以高精度的满足坐标转换问题。由于DXF格式文件的特点决定了这种方式速度比较快；十参数坐标转换法和逐点转换又能保证精度的准确性和均匀性。通过实验证明，这种方式是完全可行的，为日常工作减轻了许多负担，同时也提高了准确性，为规划管理提供了较强的技术保障。
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参考文献（略）
