本技術(shù)涉及測(cè)繪，具體涉及一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種復(fù)雜的工程項(xiàng)目如航天發(fā)射、港口建設(shè)、城市規(guī)劃等越來(lái)越多地涉及到多個(gè)坐標(biāo)系的使用。在這些項(xiàng)目中，經(jīng)常需要將不同坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和整合。然而，由于不同坐標(biāo)系之間存在著復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如何在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中維持這些關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，成為了一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用分別轉(zhuǎn)換的方式來(lái)處理多個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。具體地，先確定各個(gè)坐標(biāo)系與目標(biāo)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后根據(jù)這些轉(zhuǎn)換參數(shù)，將各個(gè)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)分別轉(zhuǎn)換到目標(biāo)坐標(biāo)系下。這種方式雖然可以實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，但是卻忽略了不同坐標(biāo)系之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系可能與轉(zhuǎn)換前的原始關(guān)系不一致，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)果的失真，影響到后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法，用于坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系與轉(zhuǎn)換前的原始關(guān)系一致。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法，方法包括：獲取多個(gè)待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)類(lèi)型和用戶(hù)設(shè)定的目標(biāo)坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)類(lèi)型，其中，各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間通過(guò)預(yù)設(shè)的坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行關(guān)聯(lián)；結(jié)合所述第一坐標(biāo)類(lèi)型和所述第二坐標(biāo)類(lèi)型，確定各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)；根據(jù)所述轉(zhuǎn)換參數(shù)，將各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述目標(biāo)坐標(biāo)系，并將各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系下的第一坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成所述目標(biāo)坐標(biāo)系下的第二坐標(biāo)點(diǎn)；獲取與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地理位置信息，根據(jù)所述地理位置信息，確定與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的地理特征參數(shù)；結(jié)合所述地理特征參數(shù)和所述坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，生成目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)。

3、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣建立多個(gè)待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并結(jié)合地理位置信息確定地理特征參數(shù)，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中不僅考慮了坐標(biāo)類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，還引入了區(qū)域地理特征的影響。這種基于關(guān)聯(lián)矩陣和地理特征參數(shù)的雙重約束機(jī)制，使得第二坐標(biāo)點(diǎn)在調(diào)整過(guò)程中能夠充分考慮區(qū)域間的空間關(guān)系，從而生成的目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)既滿(mǎn)足坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)要求，又保持了原有坐標(biāo)點(diǎn)之間的幾何關(guān)系。該方案特別適用于跨區(qū)域工程中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，能夠有效解決區(qū)域接壤處的坐標(biāo)不連續(xù)問(wèn)題，提高了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的整體精度和可靠性。

4、可選的，所述結(jié)合所述第一坐標(biāo)類(lèi)型和所述第二坐標(biāo)類(lèi)型，確定各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系與所述目標(biāo)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣和坐標(biāo)系平移向量；將所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣和所述坐標(biāo)系平移向量作為各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)；其中，所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣用于表征各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相對(duì)于所述目標(biāo)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)和縮放關(guān)系，所述坐標(biāo)系平移向量用于表征所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相對(duì)于所述目標(biāo)坐標(biāo)系的平移關(guān)系。

5、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)引入坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣和坐標(biāo)系平移向量來(lái)確定轉(zhuǎn)換參數(shù)，該方案將坐標(biāo)系之間的空間變換關(guān)系分解為旋轉(zhuǎn)、縮放和平移三個(gè)基本要素。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣包含了旋轉(zhuǎn)角度和比例因子信息，能夠準(zhǔn)確描述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系與目標(biāo)坐標(biāo)系之間的角度和尺度變化；坐標(biāo)系平移向量則反映了兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的位置關(guān)系。這種參數(shù)分解方式使坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程更加清晰和可控，便于分析和調(diào)整各類(lèi)變換要素對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響，同時(shí)也為后續(xù)的誤差分析和精度評(píng)估提供了可靠的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

6、可選的，所述地理位置信息包括經(jīng)度、緯度和高程信息，所述根據(jù)所述地理位置信息，確定與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的地理特征參數(shù)，包括：根據(jù)所述經(jīng)度和所述緯度信息，計(jì)算各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑；根據(jù)所述高程信息，計(jì)算各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的高程異常修正值；將所述地球曲率半徑和所述高程異常修正值作為與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的地理特征參數(shù)。

7、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)計(jì)算地球曲率半徑和高程異常修正值作為地理特征參數(shù)，有效考慮了地球橢球面特性和區(qū)域高程變化對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的影響。地球曲率半徑反映了不同經(jīng)緯度位置處地球表面的曲率特征，而高程異常修正值則補(bǔ)償了地球重力場(chǎng)不規(guī)則分布導(dǎo)致的高程系統(tǒng)差異，這兩個(gè)參數(shù)的引入使坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程更加符合實(shí)際地理環(huán)境特征。特別是在跨越較大區(qū)域的工程項(xiàng)目中，由于地球曲率和重力場(chǎng)差異的累積效應(yīng)顯著，采用這種基于地理特征參數(shù)的修正方法能夠顯著提高坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精度，減小因地球曲率和高程異常帶來(lái)的系統(tǒng)性誤差。

8、可選的，所述根據(jù)所述經(jīng)度和所述緯度信息，計(jì)算各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑，包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的多個(gè)特征點(diǎn)的經(jīng)度和緯度信息，根據(jù)所述多個(gè)特征點(diǎn)的經(jīng)度和緯度信息，構(gòu)建各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的經(jīng)緯度樣本矩陣；采用預(yù)設(shè)的曲率擬合算法，對(duì)所述經(jīng)緯度樣本矩陣進(jìn)行擬合，得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑函數(shù)；將各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的中心點(diǎn)的經(jīng)度和緯度代入所述地球曲率半徑函數(shù)，計(jì)算得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑。

9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)構(gòu)建經(jīng)緯度樣本矩陣并采用曲率擬合算法獲取地球曲率半徑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域曲率特征的精確描述。通過(guò)采集多個(gè)特征點(diǎn)的經(jīng)緯度信息構(gòu)建樣本矩陣，能夠全面反映待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的空間分布特征；采用曲率擬合算法建立地球曲率半徑函數(shù)，可以準(zhǔn)確刻畫(huà)區(qū)域內(nèi)曲率的連續(xù)變化規(guī)律；最后選取區(qū)域中心點(diǎn)計(jì)算曲率半徑，既保證了計(jì)算結(jié)果的代表性，又避免了極值點(diǎn)帶來(lái)的誤差。這種基于樣本擬合的曲率計(jì)算方法，相比傳統(tǒng)的單點(diǎn)計(jì)算方法，能更準(zhǔn)確地反映區(qū)域整體的曲率特征，為后續(xù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換提供更可靠的地理參數(shù)支持。

10、可選的，所述根據(jù)所述高程信息，計(jì)算各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的高程異常修正值，包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的多個(gè)已知高程點(diǎn)的高程值；將所述多個(gè)已知高程點(diǎn)的高程值與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)高程值進(jìn)行比較，得到各所述已知高程點(diǎn)的高程異常值；根據(jù)各所述已知高程點(diǎn)的高程異常值，采用預(yù)設(shè)的空間插值方法，計(jì)算得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的高程異常修正值。

11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)多個(gè)已知高程點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)高程值的對(duì)比分析和空間插值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域高程異常的精確修正。通過(guò)采集多個(gè)已知高程點(diǎn)的實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)高程值進(jìn)行比較，可以有效識(shí)別出區(qū)域內(nèi)的高程系統(tǒng)差異；對(duì)已知高程點(diǎn)的異常值進(jìn)行空間插值，則可以得到整個(gè)區(qū)域連續(xù)的高程異常分布特征。這種基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和空間插值的高程異常計(jì)算方法，能夠準(zhǔn)確反映區(qū)域內(nèi)重力場(chǎng)變化和地形起伏對(duì)高程的影響，從而為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程提供更精確的高程修正依據(jù)，有效減小了因高程系統(tǒng)差異導(dǎo)致的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差。

12、可選的，所述結(jié)合所述地理特征參數(shù)和所述坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，生成目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)，包括：獲取所述坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣中的坐標(biāo)系相對(duì)位置參數(shù)，所述坐標(biāo)系相對(duì)位置參數(shù)用于表征各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置關(guān)系；根據(jù)所述坐標(biāo)系相對(duì)位置參數(shù)和所述地理特征參數(shù)，計(jì)算各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)的調(diào)整量；將各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)的調(diào)整量疊加到對(duì)應(yīng)的第二坐標(biāo)點(diǎn)上，得到調(diào)整后的目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)；其中，所述目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系下的第一坐標(biāo)點(diǎn)之間的相對(duì)位置關(guān)系一致。

13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)引入坐標(biāo)系相對(duì)位置參數(shù)并結(jié)合地理特征參數(shù)計(jì)算調(diào)整量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)點(diǎn)的精確調(diào)整。坐標(biāo)系相對(duì)位置參數(shù)反映了待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系，與地理特征參數(shù)相結(jié)合，可以準(zhǔn)確計(jì)算出考慮地理環(huán)境影響的坐標(biāo)點(diǎn)調(diào)整量；將調(diào)整量疊加到第二坐標(biāo)點(diǎn)上得到目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)的過(guò)程，既保證了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)正確性，又維持了坐標(biāo)點(diǎn)之間原有的相對(duì)位置關(guān)系。這種基于關(guān)聯(lián)矩陣和地理特征的坐標(biāo)調(diào)整方法，有效解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法中坐標(biāo)點(diǎn)之間幾何關(guān)系失真的問(wèn)題，使最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果既滿(mǎn)足坐標(biāo)系統(tǒng)的一致性要求，又保持了空間實(shí)體之間的位置關(guān)系。

14、可選的，所述對(duì)各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，生成目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)之后，還包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的控制點(diǎn)網(wǎng)格，所述控制點(diǎn)網(wǎng)格中包括多個(gè)控制點(diǎn)，各所述控制點(diǎn)具有預(yù)設(shè)的坐標(biāo)值；根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)與所述控制點(diǎn)之間的空間位置關(guān)系，構(gòu)建所述目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值與所述控制點(diǎn)的坐標(biāo)值之間的幾何約束條件；根據(jù)所述幾何約束條件，對(duì)所述目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行平差，得到平差后的目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)，將所述平差后的目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)作為最終的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。

15、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)引入控制點(diǎn)網(wǎng)格并建立幾何約束條件進(jìn)行平差處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換結(jié)果的進(jìn)一步優(yōu)化。通過(guò)預(yù)設(shè)控制點(diǎn)網(wǎng)格建立區(qū)域坐標(biāo)基準(zhǔn)，并利用目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的空間位置關(guān)系構(gòu)建幾何約束條件，可以有效約束坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的整體精度；對(duì)目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算，則能夠合理分配和消除轉(zhuǎn)換過(guò)程中累積的隨機(jī)誤差。這種基于控制網(wǎng)格和平差計(jì)算的優(yōu)化方法，不僅提高了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的整體精度，還確保了轉(zhuǎn)換結(jié)果與已知控制點(diǎn)之間的一致性，使最終輸出的坐標(biāo)值更加可靠和穩(wěn)定。

16、第二方面，本技術(shù)提供一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一獲取模塊、第一結(jié)合模塊、轉(zhuǎn)換模塊、第二獲取模塊及第二結(jié)合模塊；其中，所述第一獲取模塊，用于獲取多個(gè)待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)類(lèi)型和用戶(hù)設(shè)定的目標(biāo)坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)類(lèi)型，其中，各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間通過(guò)預(yù)設(shè)的坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行關(guān)聯(lián)；所述第一結(jié)合模塊，用于結(jié)合所述第一坐標(biāo)類(lèi)型和所述第二坐標(biāo)類(lèi)型，確定各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)；所述轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)換參數(shù)，將各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述目標(biāo)坐標(biāo)系，并將各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系下的第一坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成所述目標(biāo)坐標(biāo)系下的第二坐標(biāo)點(diǎn)；所述第二獲取模塊，用于獲取與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)區(qū)域的地理位置信息，根據(jù)所述地理位置信息，確定與各所述待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的地理特征參數(shù)；第二結(jié)合模塊，用于結(jié)合所述地理特征參數(shù)和所述坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)各所述第二坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，生成目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)。

17、第三方面，本技術(shù)提供一種電子設(shè)備，采用如下技術(shù)方案：包括處理器、存儲(chǔ)器、用戶(hù)接口及網(wǎng)絡(luò)接口，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)指令，所述用戶(hù)接口和網(wǎng)絡(luò)接口用于給其他設(shè)備通信，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令，以使所述電子設(shè)備執(zhí)行如上述任一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法的計(jì)算機(jī)程序。

18、第四方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，采用如下技術(shù)方案：存儲(chǔ)有能夠被處理器加載并執(zhí)行上述任一種坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法的計(jì)算機(jī)程序。

19、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

20、本發(fā)明采用坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)矩陣建立多個(gè)待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并結(jié)合地理位置信息確定地理特征參數(shù)，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中不僅考慮了坐標(biāo)類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，還引入了區(qū)域地理特征的影響。這種基于關(guān)聯(lián)矩陣和地理特征參數(shù)的雙重約束機(jī)制，使得第二坐標(biāo)點(diǎn)在調(diào)整過(guò)程中能夠充分考慮區(qū)域間的空間關(guān)系，從而生成的目標(biāo)坐標(biāo)點(diǎn)既滿(mǎn)足坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)要求，又保持了原有坐標(biāo)點(diǎn)之間的幾何關(guān)系。該方案特別適用于跨區(qū)域工程中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，能夠有效解決區(qū)域接壤處的坐標(biāo)不連續(xù)問(wèn)題，提高了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的整體精度和可靠性。