前言

前段时间数据工程测绘部领导找到我，需要一个坐标转换工具。自2018年7月1号起，国家全面启动CGCS2000坐标系，以前的54坐标系，80坐标系都要转成2000坐标。测绘部曾花5万块钱临时购买了一个转换工具，但后期更高精度坐标转换还需要费用。网上也有一些坐标转换的小工具，但是，只能支持单点或简单txt格式的转换。

GIS专业的我，对于坐标转换原理、思路还是以前在学校的时候学的，于是，我开始网上搜索，布尔莎模型、二维7参数模型、二维四参数模型，高斯正算、高斯反算、最小二乘法。。。结合国家下发的《80T2000坐标转换》方案，以及网上能找到的资料，历时2个月，坐标转换工具终于完成，自己也小有成就感。

工具包括二维四参数转换，和布尔莎七参数转换等。转换结果跟网上多个转换工具比较，结果高度一致，精度远高出国家要求转换精度。由于，要经常验证各种数据精度，基于让我自己使用便捷的原则，哪里不爽改哪里，经过不断完善，参数计算转换使用便捷，验证方便。现将四参数转换过程、实现思路、结果验证，以及遇到的问题分享出来，供大家学习！布尔莎七参数转换，将在后期整理后发出。

界面

先上个二维四参数计算的界面，示例中数据为54转80，平均残差0.04，如果是80转2000，转换精度更高。

该参数计算还支持导入参数验证残差，导入参数0，即可验证不使用转换参数的情况，残差在50m左右。

遇到的问题

1.x y 的困惑

当我第一次把工具交到数据工程部领导时，还比较满意，但是也提了两点，其中一点，他说到“我干了测试这么多年，始终分不清XY，主要是很多工具对XY的定义不一样！”，在他的建议下，我把XY坐标换成了，北坐标和东坐标，这样一来，测绘人员就可以很清楚的做区分了。

2.都是带号的错

刚开始计算的转换参数跟南方CASS工具有一定的差别，纵偏移-500m左右，但是我带入四参数模型发现残差很小，满足转换精度。我把南方CASS计算的参数代入，残差却很大。我用Coord工具验证，计算结果跟我计算的几乎完全一致。

百思不得其解，后来经过反复实验，才发现是带号的问题。南方CASS工具计算的时候去掉了带号，我把带号去掉后，转换参数就一致了。在后面的计算及转换中，我都将带号做了处理。

参数计算

四参数转换模型比较简单，如下：

但是要根据模型，求得四参数的值，就需要将模型变形成下面这种形式：

将该模型用计算机表示，代码如下：

然后利用要用最小二乘法求解，即可。最小二乘法即几次矩阵变换，转置，求逆等，形式比较固定，大家可以网上去查。

坐标转换

计算出四参数后，带入模型就可以进行坐标转换了，该模型适合小区域、大比例尺下坐标转换。ArcGIS并不支持四参数转换，需要将Geometry中坐标带入模型逐点转换。

小结

二维四参数坐标转换的核心是构造出求解矩阵，然后最小二乘法求解。先写这么多了，后期敬请关注！

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