本发明属于城市规划
技术领域：
，特别涉及基于坐标转换的城市规划用大数据实时显示及输出方法。
背景技术：
：随着GPS设备和定位技术的发展，定位精度日益提高，GPS定位以全天候、高精度和操作便捷的特点而在大数据领域广泛应用。从目前工程领域应用较为广泛的手机信令基站坐标数据、浮动车坐标数据、微博签到数据、POI坐标数据，其坐标信息由GPS设备获得，数据坐标系全部采用三维直角坐标WGS-84。WGS--84坐标系是美国国防部依据卫星定位测量结果建立的一种协议地球坐标系(CTS，ConventionalTerrestrialSystem)。WGS--84坐标系作为GPS卫星广播星历和精密星历的参考系广泛应用。WGS-84坐标系的特点是：坐标系是地心地固直角坐标系，z轴指向IERS参考极方向，即BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向；X轴指向过原点与Z轴垂直的平面和IERS参考子午面(IRM)的交点，即指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z、X构成右手系。另一种典型的坐标系类型是2000国家大地坐标系(CGCS2000)。CGCS2000坐标系具有以下特征：一种右手地固正交坐标系，其坐标系原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心，Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面(历元2000.0)的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。由于历史的原因，我国城市规划工程领域长期使用大地坐标系，因此目前在该领域所涉及测绘图、道路交通图、现状用地图、规划设计图等一系列规划工程图纸使用国家大地坐标系，以充分利用原有的地形图、工程图、地下管道施工图等资料。所以城市规划工程领域应用大数据资料必须要进行WGS--84坐标系到2000国家大地坐标系的转换。近年来，国内外学者对坐标系转化方法进行了大量研究。在GPS定位数据应用的早期，Molodensky提出了三参数法进行坐标转化，三个参数两个坐标系椭球的参心差值dx、dy、dz。随着GPS定位数据应用的推广，发现三参数法误差较大，尤其不适合在中国等地域范围较大的国家使用。作为对三参数法的修正，国内外采用了七参数法进行坐标转换，即采用7个转换参数，包括3个平移参数、3个旋转参数以及1个尺度参数，七个转换参数由若干个公共点坐标求出，即可进行坐标系之间的转换。后续研究证明，七参数法仍不可避免存在局部误差，学者也继续提出了更精确的转换方法，但对于城市尺度而言，七参数法已经完全可以满足城市规划工程实践的精度要求。尽管已经有了七参数法等坐标转化的计算方法，但是目前缺乏便捷对大数据信息进行实时坐标转化、图形显示、输出的方法，这就造成了目前基于GPS设备的大数据在城市规划领域难以解读、难以关联、难以应用的局限，成为造成当下城市大数据在城市领域取得大量研究成果却难以在工程领域进行应用这一现象的关键瓶颈。技术实现要素：发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够快速便捷的将基于WGS--84坐标系的大数据信息进行坐标转化并实时显示输出的方法，能够帮助建筑设计、规划设计、交通设计等行业更加高效、深入的进行结合大数据的城市设计与建设工作的基于坐标转换的城市规划用大数据实时显示及输出方法。技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于坐标转换的城市规划用大数据实时显示及输出方法，包括以下步骤：步骤1：通过输入模块，将基于WGS坐标系的实时数据内容以及公共点坐标导入系统；步骤2：使用计算模块，利用坐标转换七参数法，将数据的WGS坐标系数据以及公共点坐标通过七参数法转化为大地坐标系数据；步骤3：使用输出模块和显示模块，将得到的大地坐标系数据通过输出模块后，再使用显示模块将转化后得到的大地坐标系数据通过屏幕实时显示输出；步骤4：使用打印输出模块，将转化后得到的大地坐标系数据通过外接绘图仪打印输出。其中步骤1中将基于WGS坐标系的实时数据内容以及公共点坐标导入系统的具体步骤如下：步骤1.1：通过输入模块导入基于X-Y-Z三维直角坐标WGS-84的大数据信息，其中输入模块内置地理信息系统端口；步骤1.2：将输入的WGS-84坐标系的大数据信息的空间形态通过显示屏以横纵X-Y坐标系进行显示。其中步骤2中将数据的WGS坐标系数据以及公共点坐标通过七参数法转化为大地坐标系数据的具体步骤如下：步骤2.1：将基于WGS-84坐标系的大数据坐标导入计算模块；步骤2.2：将若干公共点坐标导入计算模块；步骤2.3：基于公共点坐标计算七个转化参数，即三个平移参数、三个旋转参数以及一个尺度参数；步骤2.4：在计算模块中导入转化参数，使用七参数法将X-Y-Z三维直角坐标WGS-84转化为B-L-H2000国家大地坐标；步骤2.5：导出基于2000国家大地坐标的大数据信息。其中步骤1中的输入模块与步骤3中的输出模块都通过显示模块进行显示。其中步骤4中使用系统外接绘图仪，将基于2000国家大地坐标的大数据信息的坐标点以横纵X-Y坐标的形式打印输出为工程图纸。其中步骤1.1中大数据信息为手机信号基站坐标数据、浮动车坐标数据、微博签到数据和POI坐标数据，其坐标信息由GPS设备获得，坐标系采用三维直角坐标WGS-84。本发明基于计算模块进行坐标运算，实现从大数据领域常用的WGS坐标系到城市规划领域通用的大地坐标系的快速转化，并进行实时显示和输出，作为城市规划、城市设计实践的重要依据。本发明首先通过输入模块，将基于WGS坐标系的数据内容和公共点坐标导入系统；其次，使用计算模块，利用“坐标转换七参数法”，将数据的WGS坐标转化为大地坐标系；最后，使用显示模块和外接绘图仪，将数据以大地坐标系显示及打印输出。本发明解决了当下基于GPS器材的大数据信息由于坐标系不同，难以被城市规划工程领域广泛应用的局限，能够将数据在坐标转化的同时实时显示输出，大幅提高了数据利用的效率，在城市规划工程领域有广阔应用价值。有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)更好的解决了目前城市规划工程领域难以将WGS-84坐标系的大数据转化为2000国家大地坐标系的局限，基于计算模块进行坐标运算，实现从大数据领域常用的WGS坐标系到城市规划领域通用的大地坐标系的快速转化，并进行实时显示和输出。(2)工作效率高。该方案基于电脑数据采集及分析，通过自动化实现对数据坐标系的转换、显示和输出方式，不依赖人力投入进行坐标移动和校对，节省了大量的工时。(3)与城市规划行业工作流程无缝对接。本发明提出的基于坐标转换的城市规划领域大数据实时显示及输出方法，能够将传统规划行业难以使用的大数据信息转化为符合城市规划领域对坐标系要求的工程图纸，满足相关技术标准，使传统城市规划工作流程与新数据环境无缝衔接。附图说明图1是本发明的流程图；图2是具体实施例中上海手机信令基站坐标显示的2000国家大地坐标系。具体实施方式下面结合上海手机信令数据的坐标转换、显示和输出为例来详细地说明本发明的技术方案，如图1所示，本发明的具体实施包括以下步骤：步骤1：通过输入模块，将上海基于WGS坐标系的某通讯服务商手机信令数据内容导入系统，手机信令数据坐标为手机基站坐标，共9773个坐标点，坐标系为WGS-84。1.1)输入模块内置地理信息系统(GIS)端口，导入基于三维直角坐标WGS-84的大数据信息(X、Y、Z)，此处大数据信息特指城市规划领域所常用的手机信令基站坐标数据、浮动车坐标数据、微博签到数据、POI坐标数据，其坐标信息由GPS设备获得，坐标系采用三维直角坐标WGS-84。1.2)WGS-84输入数据的显示。输入数据的空间形态通过显示屏进行显示，显示屏以横纵X-Y坐标系显示。步骤2：使用计算模块，利用“坐标转换七参数法”，将数据的WGS坐标转化为大地坐标系。2.1)将基于WGS-84坐标系的大数据坐标(x、y、z)导入计算模块。2.2)将若干(超过3个)公共点坐标导入计算模块。2.3)基于公共点坐标计算7个转化参数，即3个平移参数、3个旋转参数以及1个尺度参数。2.4)在计算模块中导入转化参数，使用七参数法将三维直角坐标WGS-84(x，y，z)转化为2000国家大地坐标(B，L，H)。XYZD=XYZG+ΔxΔyΔz+0-ZYXZ0-XY-YXOZGϵxϵyϵzK]]>上式为七参数法的转化公式，其中7个转换参数，包括3个平移参数(Δx、Δy、Δz)，三个旋转参数(εx、εy、εz)和一个尺度因子K。通过上述模型可以进行两个不同空间直角坐标系统之间的坐标转换，当公共点数为三个以上时，便可以通过平差的方法求得转换参数。求得转换参数后，再利用上述模型进行各点的坐标转换。2.5)导出基于2000国家大地坐标的上海手机信令大数据信息(B，L，H)。步骤3：使用显示模块，将手机基站坐标图以大地坐标系实时显示输出(如图2所示)。将导出数据的空间形态通过显示屏进行显示，显示屏以横纵X-Y坐标显示大数据信息(B，L，H)，可以通过选项设置选择显示屏在“输入数据”与“导出数据”之间变化，便于数据比较。步骤4：使用外接绘图仪，将数据以大地坐标系打印输出。使用系统外接专业绘图仪，将基于2000国家大地坐标的上海信令大数据信息的坐标点(B，L，H)以横纵X-Y坐标的形式打印输出为工程图纸。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3