CN113884036B - 一种坐标转换方法及装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐标转换方法及装置、电子设备、存储介质，所述方法包括：获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；根据所述控制格网，设置移动窗口；根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

Description

一种坐标转换方法及装置、电子设备、存储介质

技术领域

本申请涉及测绘与地理信息科学与技术领域，尤其涉及一种坐标转换方法及装置、电子设备、存储介质。

背景技术

坐标系统，是描述物质存在的空间位置(坐标)的参照系，通过定义特定基准及其参数形式来实现。坐标是描述位置的一组数值，为了描述或确定位置，必须建立坐标系统，坐标只有存在于某个坐标系统才有实际的意义与具体的位置。

当前历史成果数据空间坐标转换工作(将其他坐标系的测绘与地理信息数据向2000国家大地坐标转换)仍在持续开展中，目前常见坐标转换方法较多，如二维四参数模型、三维七参数模型。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于转换模型在一定的范围内精度有效，因此根据待转换区域大小，需要人工进行区块分割、选择重合点计算参数、坐标转换，区块间为保证成果连续性需考虑一定的重叠。例如一个县有1000平方公里，假设模型精度要求是50平方公里内有效，考虑分区重叠度则至少分成20个区块，由此需要多次人工干预操作。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种坐标转换方法及装置、电子设备、存储介质，以解决相关技术中存在的坐标转换需要人工参与导致转换效率较低的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种坐标转换方法，包括：

获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

根据所述控制格网，设置移动窗口；

根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

进一步地，该方法还包括：

判断所述移动窗口内的原始坐标集是否经过坐标转换；

如果所述原始坐标集已经过坐标转换，则根据预定方向和预定步长，对所述移动窗口进行移动；

根据所述转换参数，对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

进一步地，该方法还包括：

重复对移动窗口进行移动和对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换的步骤，直至所有测绘与地理信息数据都完成坐标转换。

进一步地，遍历所述原始坐标集，计算控制格网，包括：

遍历所述原始坐标集，计算外接矩形；

根据所述外接矩形的坐标，获取控制格网；

如果所述控制格网的最大行号、最小行号、最大列号和最小列号不在所述控制格网的上下左右边界，则最小行号、最小列号对应减1，最大行号、最大列号对应加1。

根据本申请实施例的目标方面，提供一种坐标转换装置，包括：

获取模块，获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

第一计算模块，遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

设置模块，根据所述控制格网，设置移动窗口；

第二计算模块，根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

缩小模块，如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

坐标转换模块，根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本申请通过获取测绘与地理信息数据在当前坐标系下的原始坐标集、当前坐标系和目标坐标系，根据原始坐标集计算控制格网最大最小行列号，设置移动窗口获取控制格网所有基准点计算转换参数，并动态调整窗口获取原始坐标集，利用计算的转换参数得到目标坐标系下的目标坐标集，解决了以往坐标转换需要人工参与区块分割、重合点选取和参数计算并设置等导致效率较低的问题，使坐标转换真正实现全自动化无需人工干预，进一步提高工作效率。本发明在各类基础测绘成果和基础地理信息数据库的坐标系转换方面具有极大的应用价值。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的步骤S102的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换方法的实施例的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换方法的流程图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换方法的流程图，如图1所示，可以包括以下步骤：

步骤S101：获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

步骤S102：遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

步骤S103：根据所述控制格网，设置移动窗口；

步骤S104：根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

步骤S105：如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

步骤S106：根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

由上述实施例可知，本申请通过获取测绘与地理信息数据在当前坐标系下的原始坐标集、当前坐标系和目标坐标系，根据原始坐标集计算控制格网最大最小行列号，设置移动窗口获取控制格网所有基准点计算转换参数，并动态调整窗口获取原始坐标集，利用计算的转换参数得到目标坐标系下的目标坐标集，解决了以往坐标转换需要人工参与区块分割、重合点选取和参数计算并设置等导致效率较低的问题，使坐标转换真正实现全自动化无需人工干预，进一步提高工作效率。本发明在各类基础测绘成果和基础地理信息数据库的坐标系转换方面具有极大的应用价值。

在步骤S101的具体实施中，获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

具体地，从本地文件中获取测绘与地理信息数据到内存中，用于提高数据处理效率，所述测绘与地理信息数据包含当前坐标系、当前坐标系的原始坐标集、目标坐标系等位置和坐标系信息，以及标识码、已转换等属性字段，所述当前坐标系和目标坐标系为北京54坐标系、西安80坐标系和2000国家大地坐标系中的两种。

在步骤S102的具体实施中，遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；具体地，如图2所示，该步骤可以包括以下子步骤：

步骤S201：遍历所述原始坐标集，计算外接矩形；

具体地，遍历所述原始坐标集，获取原始坐标集中最小的X轴坐标Xmin、Y轴坐标Ymin，最大的X轴坐标Xmax、Y轴坐标Ymax。根据Xmin、Ymin、Xmax和Ymax得到外接矩形的坐标和范围，如图3所示，在一实施例中，左下角坐标为Xmin、Ymin，右上角坐标为Xmax、Ymax，外接矩形长度为Xmax-Xmin，外接矩形宽度Ymax-Ymin，计算的外接矩形用于后续步骤缩小控制格网范围，提高数据处理效率。

步骤S202：根据所述外接矩形的坐标，获取控制格网；

具体地，利用外接矩形的坐标范围，采用包含的空间关系，即控制格网基准点当前坐标系下的坐标在外接矩形坐标范围内(Xmin，Ymin，Xmax，Ymax)，获取控制格网，所述控制格网的最大行号、最小行号、最大列号和最小列号分别记为RowMax、RowMin、ColMax、ColMin，如图3所示，在本实施例中，RowMax、RowMin、ColMax、ColMin分别为7、3、9、4，通过本步骤限制控制格网数据处理范围，提高数据处理效率。

步骤S203：如果所述控制格网的最大行号、最小行号、最大列号和最小列号不在所述控制格网的上下左右边界，则最小行号、最小列号对应减1，最大行号、最大列号对应加1。

具体地，对步骤S202中获取的行列号进行判断，如果最小行号在控制格网上边界(行最小值)，最小行号RowMin保持不变，否则最小行号RowMin在原来基础减1；如果最小列号在控制格网左边界(列最小值)，最小列号ColMin保持不变，否则最小列号ColMin在原来基础减1；如果最大行号在控制格网下边界(行最大值)，最大行号RowMax保持不变，否则最大行号RowMax在原来基础加1；如果最大列号在控制格网右边界(列最大值)，最大列号ColMax保持不变，否则最大列号ColMax在原来基础加1，如图3所示，在本实施例中，最小行号和最小列号不在边界，则RowMin和ColMin相应减1，最终RowMin、ColMin对应值为2、3；由于最大行号和最大列号不在边界，则RowMax和ColMax相应加1，最终RowMax、ColMax对应值为8、10，本步骤是适当扩大控制格网数据处理范围，用于提高边界附近数据后续转换精度。

在步骤S103的具体实施中，根据所述控制格网，设置移动窗口；

具体地，设置移动窗口(m×n)，最小行号RowMin和最小列号ColMin作为移动窗口起始位置，实际移动窗口范围为(RowMin，ColMin)至(RowMin+m，ColMin+n)，如图3所示，在本实施例中，移动窗口m、n值都为2，起始位置RowMin、ColMin分别为2、3，则移动窗口的范围为(2,3)至(4,5)，移动窗口是数据处理的基本单元，保证数据转换精度符合转换要求。

在步骤S104的具体实施中，根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

具体地，读取移动窗口内的控制格网重合点数据，即读取(RowMin，ColMin)、(RowMin，ColMin+1)…(RowMin，ColMin+n)…(RowMin+m，ColMin+n)m×n个基准点数据，控制格网的基准点采用行列编号，每个基准点存有当前坐标系、目标坐标系的坐标；利用最小二乘法计算不同转换方法的转换参数，所述转换方法可以包括二维四参数模型、二维七参数模型、三维七参数模型、布尔萨模型等不同转换模型，在本实施例中，获取(2,3)、(2,4)、(2,5)、(3,3)、(3,4)、(3,5)、(4,3)、(4,4)、(4,5)9个基准点，利用最小二乘法计算布尔萨模型的转换参数，本步骤基准点的当前坐标系坐标、目标坐标系的坐标具有一一对应关系，转换模型可根据用户选择自动匹配，能适应多种转换需求。

在步骤S105的具体实施中，如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

具体地，移动窗口在最大最小行列号边界时，不在边界的窗口范围可以相应减少控制格网的1/4网格间距，如图3所示，在本实施例中，由于移动窗口的左边、上边在边界，窗口范围不调整，而移动窗口的右边、下边不在边界，则范围缩小1/4网格间距，实际动态窗口大小为(2,3)至(3.75,4.75)，所述网格间距为两个基准点的水平距离(欧氏距离)，通过缩小窗口范围进一步过滤数据保证数据转换精度。

在步骤S106的具体实施中，根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

具体地，遍历测绘与地理信息数据，利用包含的空间关系，即待转化数据的坐标在已调整大小的移动窗口坐标范围内，获取本次需要转换的数据，根据已转换属性字段值判断是否转换，如属性值为“Y”表示已转换则跳过数据转换步骤，否则利用转换参数进行坐标转换，并标记已转换属性字段值为“Y”，通过判断已转换属性字段值可避免重复转换。

进一步地，如图4所示，所述方法还可以包括：

步骤S107：判断所述移动窗口内的原始坐标集是否经过坐标转换；

具体地，遍历移动窗口内的原始坐标集，根据已转换属性字段值判断是否转换，如属性值为“Y”表示已处理，避免重复转换提高数据处理效率

步骤S108：如果所述原始坐标集已经过坐标转换，则根据预定方向和预定步长，对所述移动窗口进行移动；

具体地，移动窗口可按照任意方向移动，本实施例中采用从左到右、从上到下的方向以步长s移动，即移动窗口从(RowMin，ColMin，RowMin+m，ColMin+n)起始位置，按照步长s移动，形成新的窗口范围(RowMin，ColMin+s，RowMin+m，ColMin+n+s)，通过本步骤动态调整数据处理范围，保证所有数据都能被转换。

步骤S109：根据所述转换参数，对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

具体地，所述坐标转换的过程与步骤S106中的坐标转换过程相同。

更进一步的，所述方法还可以包括：

步骤S110：重复对移动窗口进行移动和对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换的步骤，直至所有测绘与地理信息数据都完成坐标转换。

具体地，重复步骤S107-步骤S109，直至所有测绘与地理信息数据的原始坐标集都通过所述移动窗口转换为所述目标坐标集下的目标坐标集，移动窗口从(RowMin，ColMin，RowMin+m，ColMin+n)的起始位置，按照预定步长s＝1从左向右移动到(RowMin，ColMax+1，RowMin+m，ColMax+n+1)，第一行移动结束；然后移动窗口从(RowMin+1，ColMin，RowMin+m+1，ColMin+n)从左向右、从上向下移动，直到移动窗口到达(RowMax-m，ColMax-n，RowMax，ColMax)，移动结束，每一次移动之后，对移动窗口内的原始坐标集都进行坐标转换。如图3所示，在本实施例中，移动窗口初始位置为(2,3)，移动步长s＝1，计算结束后则下一个移动窗口位置为(2,4),对此时移动窗口内的测绘与地理信息数据进行坐标转换，再到下一个窗口(2,5)……直到最右边(2,8)，然后移动窗口到(3,3)……直到最后一个移动窗口(6,8)，对此时移动窗口内的测绘与地理信息数据进行坐标转换。。

步骤S111：将转换后的数据进行保存。

具体地，坐标转换是在内存中动态计算得到具有临时性，因此需要把目标坐标集保存到文件。

与前述的坐标转换方法的实施例相对应，本申请还提供了坐标转换装置的实施例。

图5是根据一示例性实施例示出的一种坐标转换装置框图。参照图5，该装置包括：

获取模块21，获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

第一计算模块22，遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

设置模块23，根据所述控制格网，设置移动窗口；

第二计算模块24，根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

缩小模块25，如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

坐标转换模块26，根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

相应的，本申请还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的坐标转换方法。

相应的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如上述的坐标转换方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种坐标转换方法，其特征在于，包括：

获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

遍历所述原始坐标集，计算控制格网，包括：

遍历所述原始坐标集，计算外接矩形；

根据所述外接矩形的坐标，获取控制格网；

如果所述控制格网的最大行号、最小行号、最大列号和最小列号不在所述控制格网的上下左右边界，则最小行号、最小列号对应减1，最大行号、最大列号对应加1；

根据所述控制格网，设置移动窗口；

根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

判断所述移动窗口内的原始坐标集是否经过坐标转换；

如果所述原始坐标集已经过坐标转换，则根据预定方向和预定步长，对所述移动窗口进行移动；

根据所述转换参数，对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集；

如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

重复对移动窗口进行移动和对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换的步骤，直至所有测绘与地理信息数据都完成坐标转换。

3.一种坐标转换装置，其特征在于，包括：

获取模块，获取测绘与地理信息数据当前坐标系、目标坐标系和在当前坐标系下的原始坐标集；

第一计算模块，遍历所述原始坐标集，计算控制格网，所述控制格网为已知所述当前坐标系和目标坐标系下坐标的基准点的集合；

遍历所述原始坐标集，计算控制格网，包括：

遍历所述原始坐标集，计算外接矩形；

根据所述外接矩形的坐标，获取控制格网；

如果所述控制格网的最大行号、最小行号、最大列号和最小列号不在所述控制格网的上下左右边界，则最小行号、最小列号对应减1，最大行号、最大列号对应加1；

设置模块，根据所述控制格网，设置移动窗口；

第二计算模块，根据所述移动窗口内的所有基准点，计算转换参数；

判断所述移动窗口内的原始坐标集是否经过坐标转换；

如果所述原始坐标集已经过坐标转换，则根据预定方向和预定步长，对所述移动窗口进行移动；

根据所述转换参数，对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集；

缩小模块，如果所述移动窗口有边界与所述控制格网的边界重合，则缩小所述移动窗口的其他边界的长度；

坐标转换模块，根据所述转换参数，对调整后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换，得到所述测绘与地理信息数据在所述目标坐标系下的目标坐标集。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

重复对移动窗口进行移动和对移动后的移动窗口内的原始坐标集进行坐标转换的步骤，直至所有测绘与地理信息数据都完成坐标转换。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-2任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一项所述方法的步骤。