ArcGIS座標轉換操做實戰（反算七參數）

座標轉換一直是空間數據處理裏面一個很是重要的內容，特別是目前我國已經全面啓用了CGCS2000座標系統，以往那些54和80的座標，將來都要統一轉換到2000上面，因此不少數據處理的單位和同窗，都很是關心座標轉換的問題。

蝦神曾經據說地理所的一個大牛有過這樣的論點——GIS大部分東西，都能在計算機專業裏面找到影子，只有空間參考和投影是屬於GIS本身所特有的東西。因此這個東西曆來就是非地理專業與地理專業在學習和使用GIS中的一個分水嶺（話說蝦神做爲一個純粹的計算機專業出身的碼農，當年學的時候也很痛苦……地圖學原理看了好多遍，才明白了個大概）。

ArcGIS做爲世界上應用最廣的GIS軟件，在投影轉換方面的技術已經很是成熟了，可是由於中國特有的國情，致使不少國內特有的東西，他不具有——好比沒有內置各類座標系轉換到CGCS2000的轉換參數（一些國際特別是北美通用的轉換參數，是內置的了），固然，還有國內特有的標準圖幅號這種東西……

下面咱們來看看，如何進行轉換。

首先，轉換的原理就不在這裏掉書袋了，網絡上不少，貼一張圖意思一下：

實際上兩個不一樣座標系之間的轉換，就是平移、旋轉和比例尺度的的變化。

那麼轉換的方法，一般在大範圍下，都是經過布爾沙沃爾夫七參數來進行轉換的，數學原理（此處省略一萬字和若干數學公式）……

理論研究的同窗請去查閱《地圖學原理》一書相關章節，下面進入工程實踐操做：

ArcGIS裏面，對於同橢球體下面的轉換，是不須要任何參數的，好比我用WGS84（wkid:4326）轉WGS84 Web Mercator（wkid: 3857），是不須要任何參數的：

可是要是換一個橢球體的話，好比換成cgcs2000，那麼就須要定義地理轉換參數了，以下：

固然，在新版本（10.4以後）的ArcGIS中，若是你不設定轉換參數，也能夠強轉，只是轉完以後，不保證精確度而已，而在比較老的版本里面，不設置轉換參數，就直接不容許執行的。

因此，在轉換的時候，定義轉換參數是很是重要的，下面咱們來看看怎麼計算而且設定轉換參數。

首先貼出公式，數學恐懼症的同窗略過：

實際上就是一個七元方程組……好吧，算我沒說，咱們直接用軟件來算。

要計算七元方程式組，就最少須要3個點來進行解算，限於寫代碼很痛苦，因此咱們目前直接採用網上最流行的工具COORD GM來進行計算（有關心算法的，之後有機會再給你們討論）。

這個神奇的軟件以下：（PS：我很喜歡做者設置的這個圖標）。

執行流程以下：

首先，準備三組座標……準備的方法就你們各顯身手了，好比用差分GPS去測量……，下面給出的三組模擬座標，確定是假的，僅供測試。

其中一組是WGS84的經緯度，一組是CGCS2000 3度分帶 117E的投影座標，咱們就用這兩組座標來看看如何反算七參數。

首先，用ARCGIS的同窗，要先明確一個問題，就是ArcGIS裏面的XY座標，與傳統測量裏面的XY座標，是正好相反的，以下所示：

爲何會這樣？由於傳統測繪領域（包括OGC標準的GeoJSON裏面，都是定義緯度在前，經度在後，緣由是緯度的英文單詞是latitude，簡寫爲LAT；而經度是longitude，簡寫爲LON……字母排序，你懂的）

明確這個問題以後，進入COORD GM操做時間：

步驟一：在COORD GM中設定要CGCS2000的橢球體參數：

CGCS2000橢球體的參數是公開的，在ArcGIS裏面就有，這裏只要須要輸入長半軸和扁率就能夠了

而後開始計算七參數了：

選定好各類參數，注意輸入順序

三組座標輸入完成以後，點擊計算，獲得結果：

這個就是計算出來的七參數，可是目前在ArcGIS裏面還不能直接用，由於ArcGIS裏面的單位與COORD裏面是不同的：

其中，ArcGIS裏面的選擇角度的單位是秒，而COORD裏面是弧度；而ArcGIS裏面的縮放比例尺用的是標準單位，而COORD裏面用的百萬分之，因此要進行以下轉換：

後面那藍色的就是能夠在直接ArcGIS裏面使用的參數了，下面把這些參數設置到ArcGIS中去：

Toolbox裏面的投影轉換找到建立地理變化：

按照以下信息，輸入參數：

點擊OK，完成建立

建立完成以後，在你的電腦的以下位置，會生成一個轉換的配置文件：

C:用戶你的用戶名（好比Admin）AppDataRoamingEsriDesktop10.x（ArcGIS的版本）ArcToolboxCustomTransformations

好比個人機器上面，就在這個地方，配置文件的名稱就是你設置的轉換方法的名稱：

下面就能夠進行投影轉換了：

而後你設置了數據和輸入輸出座標系以後，系統會自動找到你設置的地理變換方法：

下面點擊OK，完成座標轉換：

下面給出我這裏的三組測試座標系，你們能夠用來練習一下：

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

輸出結果：

DX=-0.016777

DY=0.033226

DZ=0.031063

WX=-0.0000000034

WY=0.0000000069

WZ=0.0000000064

K=-0.000000007618

ArcGIS參數

XT = -0.016777

YT = 0.033226

ZT = 0.031063

XR = -0.07015968

YR = 0.14238288

ZR = 0.13206528

SD = -0.007618

計算結果如上，若是計算結果一致，就表示你的操做步驟正確了，固然，輸入的數值精度小數位不一樣，結果也會出現細微誤差，這個能夠忽略。