CN110941669B - 基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统，方法包括：空间矢量数据内具有多个空间要素；空间要素包括点要素、线要素和面要素；在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS‑84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；然后依次对每个空间要素进行坐标转换。优点为：空间矢量数据转换坐标系时，以WGS1984坐标系为桥梁，每一个空间要素自动获得各自的转换参数，不仅简化坐标系转换的步骤，而且提高坐标系转换精度。

Description

基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统

技术领域

本发明属于坐标转换技术领域，具体涉及一种基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统。

背景技术

空间矢量数据内部存储空间信息与空间信息所处的地理坐标系等信息，在各种应用场合中使用的地理坐标系不尽不同，包括BJ54坐标系和CGCS2000坐标系等。当一个空间矢量数据从一个地理坐标系转换到另一个地理坐标系时，有多种转换方法，且不同地区所使用的转换参数也会有所不同。

当空间矢量数据内部地理空间范围过大时，如果需要精确进行坐标系转换，必须需要使用多套转换参数才能实现，但现有技术中，一个空间矢量数据文件坐标系转换时只能用一套转换参数，因此，只有拆分多个数据文件，再进行坐标转换，再合并，才能实现精确的坐标系转换，操作非常复杂，效率非常低下。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法，包括以下步骤：

步骤1，空间矢量数据处于第一地理坐标系，所述第一地理坐标系为非WGS-84大地坐标系下；

所述空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；

在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2，当需要将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到第二地理坐标系时，所述第二地理坐标系为非WGS-84大地坐标系，采用以下方法进行坐标转换：

步骤2.1，将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系，包括：

步骤2.1.1，读取第一地理坐标系下所述空间矢量数据的属性数据表，从所述属性数据表的TraInfo的文本字段读取到第一个空间要素的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2.1.2，采用步骤2.1.1确定的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数，将第一地理坐标系下的所述第一个空间要素，转换为WGS-84大地坐标系下的第一个空间要素；

步骤2.1.3，然后，采用步骤2.1.1-步骤2.1.2的方法，依次对所述空间矢量数据的其他空间要素进行坐标系转换，直到将所述空间矢量数据的所有空间要素，均从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

步骤2.2，将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系，包括：

步骤2.2.1，确定从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系所采用的坐标系转换方法；

步骤2.2.2，确定所述空间矢量数据内每一个空间要素附近最近的控制点；

步骤2.2.3，通过所述控制点确定每一个空间要素的坐标系转换参数；

步骤2.2.4，采用步骤2.2.1确定的坐标系转换方法、以及步骤2.2.2确定的坐标系转换参数，将所述空间矢量数据内每一个空间要素，均从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系；

步骤2.2.5，将步骤2.2.4采用的与每一个空间要素对应的坐标系转换方法和坐标系转换参数，记录到所述空间矢量数据的属性数据表内TraInfo的文本字段。

优选的，步骤1中，所述坐标系转换方法包括GeoCentric_Translation三参数坐标转换法、MoloDensky莫洛金斯基坐标转换法、MoloDensky_Abridged莫洛琴斯基坐标转换法、Position_Vector位置矢量坐标转换法；Coordinate_Frame坐标框架旋转变换坐标转换法、MoloDensky_Badekas奠洛金斯基.巴代卡斯坐标转换法、Nadcon基于格网的坐标转换法、Harn高精度基准网坐标转换法、Ntv2椭球转换坐标转换法以及Longitude_Rotation格网变换的坐标转换法。

优选的，步骤1中，所述坐标系转换参数为七个参数，分别为：x方向的线性平移量、y方向的线性平移量、z方向的线性平移量、绕x轴的角度旋转值、绕y轴的角度旋转值、绕z轴的角度旋转值以及比例尺因子；

或者，所述坐标系转换参数为三个参数，分别为：坐标原点在x方向的线性平移量、坐标原点在y方向的线性平移量、坐标原点在z方向的线性平移量。

本发明还提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法的坐标系转换系统，包括：

文本字段记录模块，空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；文本字段记录模块，用于在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，向所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

第一转换模块，用于将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

第二转换模块，用于将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系。

本发明提供的基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统具有以下优点：

空间矢量数据转换坐标系时，以WGS1984坐标系为桥梁，每一个空间要素自动获得各自的转换参数，不仅简化坐标系转换的步骤，而且提高坐标系转换精度。

附图说明

图1为本发明提供的基于属性信息的空间矢量数据存储方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

WGS(World Geodetic System)，世界大地坐标系，是GPS所采用的坐标系，简称WGS-84，它是一个协议地球参考系，坐标系原点在地球质心，z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点。Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。以现在的数据存储结构来讲，在某个空间矢量数据进行坐标系转换后，无法存储采用的坐标系转换参数，这也就意味着，如果不在其他地方手动记录下坐标系转换参数，则转换后的坐标系无法快速转换到原来的WGS84坐标系，也就意味着无法找到真实的坐标点。

另外，空间矢量数据内的空间范围过大时，涉及的转换参数多，若空间矢量数据内所有空间要素均采用同一个转换参数时，转换误差较大，具有空间矢量数据的坐标转换效率低的问题。

本发明设计了一种新的数据格式和一种新的坐标转换流程，具有以下优点：

主要构思为：在空间矢量数据的属性数据表中增加一个名为TraInfo的文本字段，记录对应空间矢量数据内所有空间要素(点、线、面)从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的转换方法及对应转换参数；坐标系转换过程包括：将空间矢量数据的第一个空间要素转换为WGS-84大地坐标系下的空间要素；然后，再依次对其他空间要素进行坐标系转换，直到将空间矢量数据的所有空间要素均进行坐标系转换；然后，再将WGS-84大地坐标系下的所有空间要素，转换为目标坐标系下的空间要素，最后将其保存为空间矢量数据的属性数据表中的空间矢量数据文件。

具有以下优点：由于在空间矢量数据的属性表中增加一个字段，记录对应空间要素从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系的转换方法及对应转换参数，从而优化数据存储格式；空间矢量数据转换坐标系时，以WGS1984坐标系为桥梁，每一个空间要素自动获得各自的转换参数，不仅简化坐标系转换的步骤，而且提高坐标系转换精度。空间矢量数据内的空间范围过大时，涉及的转换参数多，若空间矢量数据内所有空间要素均采用同一个转换参数时，转换误差较大，所以本发明拆分若干空间要素后进行转换，本发明能够便捷、快速、高精度的实现空间矢量数据的坐标转换。

本发明提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法，参考图1，包括以下步骤：

步骤1，空间矢量数据处于第一地理坐标系，所述第一地理坐标系为非WGS-84大地坐标系下；

所述空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；

在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

其中，步骤1中，所述坐标系转换方法包括GeoCentric_Translation三参数坐标转换法、MoloDensky莫洛金斯基坐标转换法、MoloDensky_Abridged莫洛琴斯基坐标转换法、Position_Vector位置矢量坐标转换法；Coordinate_Frame坐标框架旋转变换坐标转换法、MoloDensky_Badekas奠洛金斯基.巴代卡斯坐标转换法、Nadcon基于格网的坐标转换法、Harn高精度基准网坐标转换法、Ntv2椭球转换坐标转换法以及Longitude_Rotation格网变换的坐标转换法。

所述坐标系转换参数为七个参数，分别为：x方向的线性平移量、y方向的线性平移量、z方向的线性平移量、绕x轴的角度旋转值、绕y轴的角度旋转值、绕z轴的角度旋转值以及比例尺因子；

或者，所述坐标系转换参数为三个参数，分别为：坐标原点在x方向的线性平移量、坐标原点在y方向的线性平移量、坐标原点在z方向的线性平移量。

步骤2，当需要将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到第二地理坐标系时，所述第二地理坐标系为非WGS-84大地坐标系，采用以下方法进行坐标转换：

步骤2.1，将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系，包括：

步骤2.1.1，读取第一地理坐标系下所述空间矢量数据的属性数据表，从所述属性数据表的TraInfo的文本字段读取到第一个空间要素的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2.1.2，采用步骤2.1.1确定的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数，将第一地理坐标系下的所述第一个空间要素，转换为WGS-84大地坐标系下的第一个空间要素；

步骤2.1.3，然后，采用步骤2.1.1-步骤2.1.2的方法，依次对所述空间矢量数据的其他空间要素进行坐标系转换，直到将所述空间矢量数据的所有空间要素，均从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

步骤2.2，将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系，包括：

步骤2.2.1，确定从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系所采用的坐标系转换方法；

步骤2.2.2，确定所述空间矢量数据内每一个空间要素附近最近的控制点；

步骤2.2.3，通过所述控制点确定每一个空间要素的坐标系转换参数；

步骤2.2.4，采用步骤2.2.1确定的坐标系转换方法、以及步骤2.2.2确定的坐标系转换参数，将所述空间矢量数据内每一个空间要素，均从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系；

步骤2.2.5，将步骤2.2.4采用的与每一个空间要素对应的坐标系转换方法和坐标系转换参数，记录到所述空间矢量数据的属性数据表内TraInfo的文本字段。

本发明还提供一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法的坐标系转换系统，包括：

文本字段记录模块，空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；文本字段记录模块，用于在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，向所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

第一转换模块，用于将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

第二转换模块，用于将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系。

本发明提供的基于属性信息的空间矢量数据存储方法及坐标系转换系统具有以下优点：

空间矢量数据转换坐标系时，以WGS1984坐标系为桥梁，每一个空间要素自动获得各自的转换参数，不仅简化坐标系转换的步骤，而且提高坐标系转换精度。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过与计算机程序指令相关的硬件来完成的，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM：Read-Only Memory)或随机存储记忆体(RAM：RandomAccess Memory)等。

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本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，空间矢量数据处于第一地理坐标系，所述第一地理坐标系为非WGS-84大地坐标系下；

所述空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；

在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2，当需要将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到第二地理坐标系时，所述第二地理坐标系为非WGS-84大地坐标系，采用以下方法进行坐标转换：

步骤2.1，将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系，包括：

步骤2.1.1，读取第一地理坐标系下所述空间矢量数据的属性数据表，从所述属性数据表的TraInfo的文本字段读取到第一个空间要素的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2.1.2，采用步骤2.1.1确定的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数，将第一地理坐标系下的所述第一个空间要素，转换为WGS-84大地坐标系下的第一个空间要素；

步骤2.1.3，然后，采用步骤2.1.1-步骤2.1.2的方法，依次对所述空间矢量数据的其他空间要素进行坐标系转换，直到将所述空间矢量数据的所有空间要素，均从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

步骤2.2，将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系，包括：

步骤2.2.1，确定从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系所采用的坐标系转换方法；

步骤2.2.2，确定所述空间矢量数据内每一个空间要素附近最近的控制点；

步骤2.2.3，通过所述控制点确定每一个空间要素的坐标系转换参数；

步骤2.2.4，采用步骤2.2.1确定的坐标系转换方法、以及步骤2.2.2确定的坐标系转换参数，将所述空间矢量数据内每一个空间要素，均从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系；

步骤2.2.5，将步骤2.2.4采用的与每一个空间要素对应的坐标系转换方法和坐标系转换参数，记录到所述空间矢量数据的属性数据表内TraInfo的文本字段。

2.根据权利要求1所述的基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法，其特征在于，步骤1中，所述坐标系转换方法包括GeoCentric_Translation三参数坐标转换法、MoloDensky莫洛金斯基坐标转换法、MoloDensky_Abridged莫洛琴斯基坐标转换法、Position_Vector位置矢量坐标转换法；Coordinate_Frame坐标框架旋转变换坐标转换法、MoloDensky_Badekas奠洛金斯基.巴代卡斯坐标转换法、Nadcon基于格网的坐标转换法、Harn高精度基准网坐标转换法、Ntv2椭球转换坐标转换法以及Longitude_Rotation格网变换的坐标转换法。

3.根据权利要求1所述的基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法，其特征在于，步骤1中，所述坐标系转换参数为七个参数，分别为：x方向的线性平移量、y方向的线性平移量、z方向的线性平移量、绕x轴的角度旋转值、绕y轴的角度旋转值、绕z轴的角度旋转值以及比例尺因子；

或者，所述坐标系转换参数为三个参数，分别为：坐标原点在x方向的线性平移量、坐标原点在y方向的线性平移量、坐标原点在z方向的线性平移量。

4.一种基于属性信息的空间矢量数据存储优化方法的坐标系转换系统，其特征在于，包括：

文本字段记录模块，空间矢量数据内具有多个空间要素；所述空间要素包括点要素、线要素和面要素；文本字段记录模块，用于在所述空间矢量数据的属性数据表内新增名为TraInfo的文本字段，向所述文本字段记录所述空间矢量数据内每个所述空间要素，从当前坐标系转换为WGS-84大地坐标系时的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

第一转换模块，用于将所述空间矢量数据从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；具体为：

步骤2.1.1，读取第一地理坐标系下所述空间矢量数据的属性数据表，从所述属性数据表的TraInfo的文本字段读取到第一个空间要素的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数；

步骤2.1.2，采用步骤2.1.1确定的坐标系转换方法及对应的坐标系转换参数，将第一地理坐标系下的所述第一个空间要素，转换为WGS-84大地坐标系下的第一个空间要素；

步骤2.1.3，然后，采用步骤2.1.1-步骤2.1.2的方法，依次对所述空间矢量数据的其他空间要素进行坐标系转换，直到将所述空间矢量数据的所有空间要素，均从第一地理坐标系转换到WGS-84大地坐标系；

第二转换模块，用于将所述空间矢量数据，从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系；具体为：

步骤2.2.1，确定从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系所采用的坐标系转换方法；

步骤2.2.2，确定所述空间矢量数据内每一个空间要素附近最近的控制点；

步骤2.2.3，通过所述控制点确定每一个空间要素的坐标系转换参数；

步骤2.2.4，采用步骤2.2.1确定的坐标系转换方法、以及步骤2.2.2确定的坐标系转换参数，将所述空间矢量数据内每一个空间要素，均从WGS-84大地坐标系转换到第二地理坐标系；

步骤2.2.5，将步骤2.2.4采用的与每一个空间要素对应的坐标系转换方法和坐标系转换参数，记录到所述空间矢量数据的属性数据表内TraInfo的文本字段。

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