一种三维坐标转换方法及系统的制作方法_2

文档序号:9527282阅读:来源:国知局
是本发明提供的三维坐标转换方法的一个实施例的流程示意图;
[0047] 图2是本发明提供的三维坐标转换方法中步骤S2的一个实施例的示意图;
[0048] 图3是本发明提供的三维坐标转换方法中步骤S2的另一个实施例的示意图;
[0049] 图4是本发明提供的三维坐标转换方法中步骤S4的一个实施例的流程示意图;
[0050] 图5是本发明提供的三维坐标转换系统的一个实施例的结构示意图;
[0051] 图6是本发明提供的三维坐标转换系统中高程转换模块的一个实施例的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0052] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0053] 参见图1,是本发明提供的三维坐标转换方法的一个实施例的流程示意图,包括:
[0054] S1、接收用户端发送的原始三维坐标;所述原始三维坐标包括原始平面坐标和原 始高程;
[0055] S2、逐一选取每个坐标转换区域,将所述原始平面坐标在原始平面区域上的位置 点P。与选取的坐标转换区域的每个顶点P i连接,获取连线P芯,分别计算连线PqP1旋转到 连线PJV1的矢量角度和连线P Λ旋转到连线P Λ的矢量角度,并对计算出的矢量角度求 和,将求和后的角度处于预设角度范围内的坐标转换区域所对应的转换参数作为所述原始 平面坐标的转换参数;其中,所述坐标转换区域是将原始平面区域按照转换参数进行划分 后的一个子区域;所述坐标转换区域是封闭的多边形;所述矢量角度包含最小旋转角度和 旋转方向;1彡i彡η ;
[0056] S3、根据所述原始平面坐标的转换参数,将所述原始平面坐标转换为目的平面坐 标;
[0057] S4、根据所述目的平面坐标和预先建立的似大地水准面模型,将所述原始高程转 换为目的高程;
[0058] S5、将所述目的平面坐标和所述目的高程反馈给所述用户端。
[0059] 需要说明的是,在平面区域中,两个平面坐标系统之间的转换参数是随不同区域 的变化而变化的,如不同省界或不同市界的转换参数不相同,一般以一个市界或一个省界 作为一个坐标转换区域。在接收到待转换的原始平面坐标后,需先对该原始平面坐标的位 置进行判断,将原始平面坐标的位置点Pc逐一与每个坐标转换区域的顶点P i连接,从而获 得位置点Pc与该坐标转换区域中每个顶点P i的连线P芯,进而计算所有相邻连线的矢量角 度,即连线PcP1旋转到连线P cP1+1的最小旋转角度和其旋转方向,以及,连线P义旋转到连 线最小旋转角度和其旋转方向,并获取计算出的所有矢量角度的矢量和。若该矢量 和的角度值处于预设角度范围内,则原始平面坐标位于该坐标转换区域内,该坐标转换区 域的转换参数即为原始平面坐标的转换参数。根据该转换参数对原始平面坐标进行转换, 从而实现对平面坐标的自动转换。在高程转换中,利用预先建立的似大地水准面模型,并根 据已转换的目的平面坐标,即可实现对原始高程的转换,从而提高三维坐标的转换效率和 准确性。
[0060] 其中,用户端中的原始三维坐标可采用卫星定位接收机、手簿、PDA、手机、全站仪、 经炜仪、路标、电子地图等软硬件定位设备进行测量,其操作系统可采用WinCE、Linux或其 它嵌入式系统等,亦可以直接导入其它定位设备的坐标数据。
[0061] 需要说明的是,本实施例的三维坐标转换方法由服务器实现,用户端通过与服务 器的通信实现对原始三维坐标的转换。
[0062] 进一步地,所述逐一选取每个坐标转换区域,将所述原始平面坐标在原始平面区 域上的位置点Pc与选取的坐标转换区域的每个顶点P i连接,获取连线P芯,分别计算连线 PdP1旋转到连线P疋1+1的矢量角度和连线P J3n旋转到连线P J31的矢量角度,并对计算出的矢 量角度求和,将求和后的角度处于预设角度范围内的坐标转换区域所对应的转换参数作为 所述原始平面坐标的转换参数,具体包括:
[0063] 逐一选取每个坐标转换区域;
[0064] 将所述原始平面坐标在原始平面区域上的位置点Ρ。与选取的坐标转换区域的 每个顶点P 1连接,获取连线P J31,分别计算连线PcP1旋转到连线P cP1+1的矢量角度和连线 PcPn旋转到连线P Λ的矢量角度,并对计算出的矢量角度求和,获得求和后的角度Ct,若 α <2π + ε i,则将所述选取的坐标转换区域的转换参数作为所述原始平面坐标 的转换参数;其中,为预设的误差阈值。
[0065] 需要说明的是,预先在原始平面区域的坐标系中划分出M个坐标转换区域1\、 T2、……、!",如广州市界、东莞市界、湖南省界等。其中,M个坐标转换区域相应的转换参数 为 Tran" Tran2、......、Tranm〇
[0066] 在进行坐标转换时,接收用户端发送的原始平面坐标,其中,原始平面坐标在原始 平面区域上的位置点为Pjx。,y。)。按顺序逐个选择坐标转换区域T1,其中,坐标转换区域 T1为一个封闭的多边形,可以是凸多边形或凹多边形等多种形态,坐标转换区域T1的顶点 为……、P n。在选择一个坐标转换区域!\后,可先判断P。是否位于坐标转换区域T ^勺 边界线PiPi+1l,若在坐标转换区域T ;的边界线P iPi+1上,则选择该坐标转换区域T i的转换 参数TranJt为原始平面坐标的转换参数,实现对原始平面坐标的转换;若不在坐标转换区 域!\的边界线P 1Pw上,则将P。分别与P η……、Pn连接,获得连线P Λ、……、ΡηΡ。。分别 计算PcP1旋转到P cP1+1的最小旋转角度及其旋转方向,以及,P。匕旋转到P 的最小旋转角 度及其旋转方向,再根据旋转方向对计算出的所有角度求和,获得求和后的角度α。其中, PqP1旋转到PcP1+1的最小旋转角度a i的计算公式如下:
[0070] 若231-ε# α彡2π + ε i,则位置点P。位于该坐标转换区域T ;内,选择该坐标 转换区域T1的转换参数Tran ^乍为原始平面坐标的转换参数,实现对原始平面坐标的转换; 若α < ε2,则位置点P。不在该坐标转换区域T ;内,继续选择下一个坐标转换区域进行判 断,直到确定位置点Ρ。所在的坐标转换区域。
[0071] 例如,如图2所示,原始平面区域中具有一个坐标转换区域21,其转换参数为 Tran1。该坐标转换区域21的顶点为Pp P2、P3、PjP P 5,将位置点Ρ。分别与P r Ρ2、Ρ3、卩4和 P5连接,获得连线P CP1AP2UrΡ〇Ρ4和P 〇Ρ5。其中,P0P1旋转到P 〇Ρ2的最小旋转角度为α " 旋转方向为顺时针;PJ32旋转到P J33的最小旋转角度为α 2,旋转方向为逆时针;PidP3旋转到 PJ34的最小旋转角度为α 3,旋转方向为顺时针;PidP4旋转到PidP 5的最小旋转角度为α 4,旋 转方向为逆时针;ΡΛ旋转到P J1的最小旋转角度为α 5,旋转方向为逆时针。根据各个角 度的旋转方向对a r α 2、α 3、α 4和α 5求和,获得求和后的角度为〇,则位置点P。不在该 坐标转换区域21中。
[0072] 如图3所示,原始平面区域中具有一个坐标转换区域22,其转换参数为Tran2。该 坐标转换区域22的顶点为PpPpPyPdP P 5,将位置点P。分别与P P 5连接,获 得连线卩。?1、?疋2^3^4和卩。? 5。其中,卩疋1旋转到卩。卩2的最小旋转角度为《1,旋转方向 为逆时针;PqP2旋转到PqP3的最小旋转角度为α 2,旋转方向为逆时针;PqP3旋转到PqP 4的最 小旋转角度为α3,旋转方向为顺时针;PidP4旋转到P J5的最小旋转角度为α 4,旋转方向为 逆时针;PidP5旋转到PidP 1的最小旋转角度为α 5,旋转方向为逆时针。根据各个角度的旋转 方向对α。α2、α3、(1 4和α 5求和,获得求和后的角度为2 π,则位置点P。位于该坐标转 换区域22中,该坐标转换区域22的转换参数Tran2即为原始平面坐标的转换参数。
[0073] 进一步地,所述转换参数包括平移参数、尺度参数和旋转角参数
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