ArcGIS坐标转换操做实战（反算七参数）

坐标转换一直是空间数据处理里面一个很是重要的内容，特别是目前我国已经全面启用了CGCS2000坐标系统，以往那些54和80的坐标，将来都要统一转换到2000上面，因此不少数据处理的单位和同窗，都很是关心坐标转换的问题。

虾神曾经据说地理所的一个大牛有过这样的论点——GIS大部分东西，都能在计算机专业里面找到影子，只有空间参考和投影是属于GIS本身所特有的东西。因此这个东西历来就是非地理专业与地理专业在学习和使用GIS中的一个分水岭（话说虾神做为一个纯粹的计算机专业出身的码农，当年学的时候也很痛苦……地图学原理看了好多遍，才明白了个大概）。

ArcGIS做为世界上应用最广的GIS软件，在投影转换方面的技术已经很是成熟了，可是由于中国特有的国情，致使不少国内特有的东西，他不具有——好比没有内置各类坐标系转换到CGCS2000的转换参数（一些国际特别是北美通用的转换参数，是内置的了），固然，还有国内特有的标准图幅号这种东西……

下面咱们来看看，如何进行转换。

首先，转换的原理就不在这里掉书袋了，网络上不少，贴一张图意思一下：

实际上两个不一样坐标系之间的转换，就是平移、旋转和比例尺度的的变化。

那么转换的方法，一般在大范围下，都是经过布尔沙沃尔夫七参数来进行转换的，数学原理（此处省略一万字和若干数学公式）……

理论研究的同窗请去查阅《地图学原理》一书相关章节，下面进入工程实践操做：

ArcGIS里面，对于同椭球体下面的转换，是不须要任何参数的，好比我用WGS84（wkid:4326）转WGS84 Web Mercator（wkid: 3857），是不须要任何参数的：

可是要是换一个椭球体的话，好比换成cgcs2000，那么就须要定义地理转换参数了，以下：

固然，在新版本（10.4以后）的ArcGIS中，若是你不设定转换参数，也能够强转，只是转完以后，不保证精确度而已，而在比较老的版本里面，不设置转换参数，就直接不容许执行的。

因此，在转换的时候，定义转换参数是很是重要的，下面咱们来看看怎么计算而且设定转换参数。

首先贴出公式，数学恐惧症的同窗略过：

实际上就是一个七元方程组……好吧，算我没说，咱们直接用软件来算。

要计算七元方程式组，就最少须要3个点来进行解算，限于写代码很痛苦，因此咱们目前直接采用网上最流行的工具COORD GM来进行计算（有关心算法的，之后有机会再给你们讨论）。

这个神奇的软件以下：（PS：我很喜欢做者设置的这个图标）。

执行流程以下：

首先，准备三组坐标……准备的方法就你们各显身手了，好比用差分GPS去测量……，下面给出的三组模拟坐标，确定是假的，仅供测试。

其中一组是WGS84的经纬度，一组是CGCS2000 3度分带 117E的投影坐标，咱们就用这两组坐标来看看如何反算七参数。

首先，用ARCGIS的同窗，要先明确一个问题，就是ArcGIS里面的XY坐标，与传统测量里面的XY坐标，是正好相反的，以下所示：

为何会这样？由于传统测绘领域（包括OGC标准的GeoJSON里面，都是定义纬度在前，经度在后，缘由是纬度的英文单词是latitude，简写为LAT；而经度是longitude，简写为LON……字母排序，你懂的）

明确这个问题以后，进入COORD GM操做时间：

步骤一：在COORD GM中设定要CGCS2000的椭球体参数：

CGCS2000椭球体的参数是公开的，在ArcGIS里面就有，这里只要须要输入长半轴和扁率就能够了

而后开始计算七参数了：

选定好各类参数，注意输入顺序

三组坐标输入完成以后，点击计算，获得结果：

这个就是计算出来的七参数，可是目前在ArcGIS里面还不能直接用，由于ArcGIS里面的单位与COORD里面是不同的：

其中，ArcGIS里面的选择角度的单位是秒，而COORD里面是弧度；而ArcGIS里面的缩放比例尺用的是标准单位，而COORD里面用的百万分之，因此要进行以下转换：

后面那蓝色的就是能够在直接ArcGIS里面使用的参数了，下面把这些参数设置到ArcGIS中去：

Toolbox里面的投影转换找到建立地理变化：

按照以下信息，输入参数：

点击OK，完成建立

建立完成以后，在你的电脑的以下位置，会生成一个转换的配置文件：

C:用户你的用户名（好比Admin）AppDataRoamingEsriDesktop10.x（ArcGIS的版本）ArcToolboxCustomTransformations

好比个人机器上面，就在这个地方，配置文件的名称就是你设置的转换方法的名称：

下面就能够进行投影转换了：

而后你设置了数据和输入输出坐标系以后，系统会自动找到你设置的地理变换方法：

下面点击OK，完成坐标转换：

下面给出我这里的三组测试坐标系，你们能够用来练习一下：

No.1:

40.420897457099997,116.536157668000001

4476368.246360000222921,460634.908516999974381

No.2：

39.954091684500000,116.018334870999993,

4424893.136629999615252,416114.988767999981064

No.3：

39.834201677400003,116.712166401999994,

4411159.581939999945462,475361.417197000002488

输出结果：

DX=-0.016777

DY=0.033226

DZ=0.031063

WX=-0.0000000034

WY=0.0000000069

WZ=0.0000000064

K=-0.000000007618

ArcGIS参数

XT = -0.016777

YT = 0.033226

ZT = 0.031063

XR = -0.07015968

YR = 0.14238288

ZR = 0.13206528

SD = -0.007618

计算结果如上，若是计算结果一致，就表示你的操做步骤正确了，固然，输入的数值精度小数位不一样，结果也会出现细微误差，这个能够忽略。