四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于四参数和坐标文件正射影像在不同坐标系的转换方法。包括以下步骤：A、读取旧坐标文件的坐标参数信息，包括北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率；B、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α；C、通过以上参数将旧的坐标文件的坐标参数进行计算，得到新坐标系下的对应参数，将新信息写入坐标文件；D、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息，纠正新坐标系下正射影像数据。本发明专利技术方法可以节约大量数据处理时间和硬件资源，非常适用于一般作业部门或小型单位的正射影像坐标系转换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及正射影像处理
，具体涉及一种基于四参数和坐标文件正射影像在不同坐标系的转换方法。
技术介绍
正射影像的坐标在不同坐标系下的相互转换处理，常常需要借助专业软件来完成，形成多套不同坐标系下的正射影像成果；这种模式将耗费大量时间和存储空间，造成资源的巨大浪费。现有的遥感或GIS平台软件，如ArcGIS，Erdas等已经具备比较完备的地理信息处理功能，包括不同格式影像图的配准以及融合处理，对配准影像的裁剪和正确定位显示。但工程应用中，这些软件的使用难度大，购置成本高，不适宜小型生产单位或一线作业部门的实际生产条件。坐标转换虽然可以通过专业软件实现，但存在如下缺点和不足：1、正射影像坐标转换必须采用专业平台软件，软件成本高；2、处理过程复杂，必须采用高性能计算机，硬件成本高，一般人员难于掌握；3、通常需要进行不同坐标系下数据的重采样，浪费大量计算机存储空间；4、通用性和易用性较差，一般作业部门或小型单位难以实现。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种基于四参数和坐标文件正射影像在不同坐标系的转换方法，通过坐标转换四参数和坐标文件，结合常见的开发平台，实现了高效的正射影像坐标转换。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：所述的方法包括以下步骤：A、读取旧坐标文件的坐标参数信息，包括北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率；B、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α；C、通过以上参数将旧的坐标文件的坐标参数进行计算，得到新坐标系下的对应参数，将新信息写入坐标文件；D、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息，纠正新坐标系下正射影像数据。更为具体而言，所述步骤A包括以下步骤：A1、检查正射影像坐标文件完整性，确保正射影像文件名称与坐标文件名称一致；A2、读取坐标文件信息，与文件名称做一致性检查，确保坐标文件的北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率、坐标走向等信息内容准确；A3、判定坐标信息无误，读取坐标文件信息。所述的步骤A1中，坐标信息错误包括坐标文件信息与文件名称隐含的坐标
信息不一致的情形。所述步骤B包括以下步骤：B1、通过坐标转换软件，读取不同坐标系下同名点的两套坐标；B2、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α，具体公式如下：设(X0、Y0)，(X1、Y1)为旧坐标系下两点坐标，(X0`、Y0`)，(X1`、Y1`)为新坐标系下的坐标；DX`＝X1`-X0`，DY`＝Y1`-Y0`，DX＝X1-X0，DY＝Y1-Y0，K1＝K*cosα，K2＝K*sinα，则，α＝arcsin((DY`*DX-DX`*DY)/(DX`2+DY`2))，K＝sqrt((DY`2+DX`2)/(DY2+DX2))，ΔX＝X0`+X0*K1-Y0*K2，ΔY＝Y0`+Y0*K2+X0*K1；其中，cos是余弦函数，sin是正弦函数，arcsin是反正弦函数，sqrt平方根计算函数。所述步骤C包括以下步骤：C1、读取旧的坐标，根据坐标转换参数北方向偏移量ΔX和东方向偏移量ΔY，将坐标文件的起始点平移到新的坐标系下；C2、读取旧的坐标，根据坐标转换参数中的缩放参数K，将坐标文件的像元大小按照缩放参数进行缩放；C3、读取旧的坐标，根据坐标转换参数竖轴北方向旋转角α，将坐标文件以起始点为圆心进行旋转，记录转换角度；C4、将新的坐标文件的起始点、北方向像元大小、东方向像元大小、旋转角α等信息写入新的坐标文件，具体计算公式如下：设(X0、Y0)为就坐标，(X0`、Y0`)为新坐标，则X0`＝ΔX+X0*K*cosα-Y0*K*sinα，Y0`＝ΔY+Y0*K*sinα+X0*K*cosα，其中，cos是余弦函数，sin是正弦函数。所述步骤D包括以下步骤：D1、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息；D2、将正射影像数据按照新的坐标信息缩放、旋转、移动到新的坐标文件指定的位置及范围。本专利技术通过将坐标文件名称转换四参数与坐标文件结合，与常见的影像显示平台及开发平台进行结合，如基于PC的Windows 7操作系统上的常用影像显示软件及开发平台为例，Microstαion V8、Auto CAD完成影像数据显示，Microsoft VB、AutoCAD 2005平台自带的VBA、Microstaion V8平台自带的VBA完成新的坐标转换中参数求解的开发，即可实现正射影像的坐标转换问题。完成了以往必须借助专业化遥感软硬件才能完成的任务，省去了专业化遥感软硬
件的使用费用。该方法具有原理简单，易于实现，高效稳定的特点，可以大大节约数据处理的难度、成本和时间。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术方法的流程示意图；图2是本专利技术不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数示意图。具体实施方式如图1所示，是本专利技术基于四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，本实施例坐标转换1∶2000正射影像在北京54坐标系到西安80坐标系转换过程，运行平台为PC上的Windows 7操作系统。具体包括以下步骤：A、读取北京54坐标文件的坐标参数信息，包括北方向坐标X、东方向坐标Y、北方向像元分辨率CellX、东方向像元分辨率CellY；B、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数，即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K及在两个方向的份量K1及K2、竖轴北方向旋转角α；(X`，Y`)为新坐标系，(X，Y)为旧坐标；则P点新坐标为X`＝ΔX+X*K*cosα-Y*K*sinα，Y`＝ΔY+Y*K*sinα+X*K*cosα；C、通过以上参数将旧的坐标文件的坐标参数进行计算，得到新坐标系下的对应参数，将新信息写入坐标文件，将旧的坐标文件名称文件备份；D、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息，纠正新坐标系下正射影像数据。更为具体而言，所述步骤A包括以下步骤：A1、检查正射影像坐标文件完整性、文件格式的正确性，确保正射影像文件名称与坐标文件名称一致，仅文件格式不同；A2、读取坐标文件信息，与文件名称做一致性检查，确保坐标文件内容准确，如北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率，坐标走向信息等；A3、判定坐标信息无误，读取坐标文件信息。步骤A1中，坐标信息错误包括坐标文件信息与文件名称隐含的坐标信息不一致的情况。所述步骤B包括以下步骤：B1、通过坐标转换软件，读取不同坐标系下同名点的两套坐标；B2、计算西安80坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α，具体公式如下：设(X0、Y0)，(X1、Y1)为旧坐标系下两点坐标，(X0`、Y0`)，(X1`、Y1`)为新坐标系下的坐标，DX`＝X1`-X0`，DY`＝Y1`-Y0`，DX＝X1-X0，DY＝Y1-Y0，α为旋转角，K为缩放因子，K1＝K*cosα，K2＝K*sinα，ΔX为X方向偏移量，ΔY为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：A、读取旧坐标文件的坐标参数信息，包括北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率；B、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α；C、通过以上参数将旧的坐标文件的坐标参数进行计算，得到新坐标系下的对应参数，将新信息写入坐标文件；D、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息，纠正新坐标系下正射影像数据。

【技术特征摘要】
1.一种四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：A、读取旧坐标文件的坐标参数信息，包括北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率；B、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α；C、通过以上参数将旧的坐标文件的坐标参数进行计算，得到新坐标系下的对应参数，将新信息写入坐标文件；D、读取新坐标系下正射影像的坐标数信息，纠正新坐标系下正射影像数据。2.根据权利要求1所述的四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：A1、检查正射影像坐标文件完整性，确保正射影像文件名称与坐标文件名称一致；A2、读取坐标文件信息，与文件名称做一致性检查，确保坐标文件的北方向坐标、东方向坐标、北方向像元分辨率、东方向像元分辨率、坐标走向等信息内容准确；A3、判定坐标信息无误，读取坐标文件信息。3.根据权利要求2所述的四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于：所述的步骤A1中，坐标信息错误包括坐标文件信息与文
\t件名称隐含的坐标信息不一致的情形。4.根据权利要求1、2或3所述的四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：B1、通过坐标转换软件，读取不同坐标系下同名点的两套坐标；B2、计算不同坐标系下正射影像的平面坐标转换四参数即竖轴北方向X坐标的偏移量ΔX、横轴东方向Y坐标的偏移量ΔY、缩放参数K、竖轴北方向旋转角α，具体公式如下：设(X0、Y0)，(X1、Y1)为旧坐标系下两点坐标，(X0`、Y0`)，(X1`、Y1`)为新坐标系下的坐标；DX`＝X1`-X0`，DY`＝Y1`-Y0`，DX＝X1-X0，DY＝Y1-Y0，K1＝K*cosα，K2＝K*sinα，则，α＝arcsin((DY`*DX-DX`*DY)/(DX`2+DY`2))，K＝sqrt((DY`2+DX`2)/(DY2+DX2))，ΔX＝X0`+X0*K1-Y0*K2，ΔY＝Y0`+Y0*K2+X0*K1；其中，cos是余弦函数，sin是正弦函数，arcsin是反正弦函数，sqrt平方根计算函数。5.根据权利要求1、2或3所述的所述的四参数和坐标文件的正射影像在不同坐标系的转换方法，其特征在于，所述步骤C包括以下步骤：C1、读取旧的坐标，根据坐标转换参数北方向偏移量ΔX和东方向偏移量ΔY，将坐标文件的起始点平移到新的坐标系下；...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏金占，曹文海，陈明辉，凌建国，岳国森，张兴国，
申请(专利权)人：广东中冶地理信息股份有限公司，广东中达规谷地信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44