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

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種復雜的工程項目如航天發(fā)射、港口建設(shè)、城市規(guī)劃等越來越多地涉及到多個坐標系的使用。在這些項目中，經(jīng)常需要將不同坐標系下的坐標點進行轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和整合。然而，由于不同坐標系之間存在著復雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如何在坐標轉(zhuǎn)換的過程中維持這些關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保轉(zhuǎn)換結(jié)果的準確性和一致性，成為了一個亟待解決的技術(shù)問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用分別轉(zhuǎn)換的方式來處理多個坐標系之間的轉(zhuǎn)換。具體地，先確定各個坐標系與目標坐標系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，然后根據(jù)這些轉(zhuǎn)換參數(shù)，將各個坐標系下的坐標點分別轉(zhuǎn)換到目標坐標系下。這種方式雖然可以實現(xiàn)坐標的轉(zhuǎn)換，但是卻忽略了不同坐標系之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。轉(zhuǎn)換后的坐標點之間的相對位置關(guān)系可能與轉(zhuǎn)換前的原始關(guān)系不一致，從而導致轉(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)實現(xiàn)思路

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

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種坐標系轉(zhuǎn)換方法，方法包括：獲取多個待轉(zhuǎn)換坐標系的第一坐標類型和用戶設(shè)定的目標坐標系的第二坐標類型，其中，各所述待轉(zhuǎn)換坐標系之間通過預(yù)設(shè)的坐標系關(guān)聯(lián)矩陣進行關(guān)聯(lián)；結(jié)合所述第一坐標類型和所述第二坐標類型，確定各所述待轉(zhuǎn)換坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)；根據(jù)所述轉(zhuǎn)換參數(shù)，將各所述待轉(zhuǎn)換坐標系轉(zhuǎn)換成所述目標坐標系，并將各所述待轉(zhuǎn)換坐標系下的第一坐標點轉(zhuǎn)換成所述目標坐標系下的第二坐標點；獲取與各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(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)和所述坐標系關(guān)聯(lián)矩陣，對各所述第二坐標點進行調(diào)整，生成目標坐標點。

3、通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用坐標系關(guān)聯(lián)矩陣建立多個待轉(zhuǎn)換坐標系之間的關(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)，在坐標轉(zhuǎn)換過程中不僅考慮了坐標類型之間的轉(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)的雙重約束機制，使得第二坐標點在調(diào)整過程中能夠充分考慮區(qū)域間的空間關(guān)系，從而生成的目標坐標點既滿足坐標系轉(zhuǎn)換的數(shù)學要求，又保持了原有坐標點之間的幾何關(guān)系。該方案特別適用于跨區(qū)域工程中的坐標轉(zhuǎn)換，能夠有效解決區(qū)域接壤處的坐標不連續(xù)問題，提高了坐標轉(zhuǎn)換的整體精度和可靠性。

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

5、通過采用上述技術(shù)方案，通過引入坐標系轉(zhuǎn)換矩陣和坐標系平移向量來確定轉(zhuǎn)換參數(shù)，該方案將坐標系之間的空間變換關(guān)系分解為旋轉(zhuǎn)、縮放和平移三個基本要素。坐標系轉(zhuǎn)換矩陣包含了旋轉(zhuǎn)角度和比例因子信息，能夠準確描述待轉(zhuǎn)換坐標系與目標坐標系之間的角度和尺度變化；坐標系平移向量則反映了兩個坐標系原點之間的位置關(guān)系。這種參數(shù)分解方式使坐標轉(zhuǎn)換過程更加清晰和可控，便于分析和調(diào)整各類變換要素對轉(zhuǎn)換精度的影響，同時也為后續(xù)的誤差分析和精度評估提供了可靠的數(shù)學基礎(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，計算各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑；根據(jù)所述高程信息，計算各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(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)換坐標系相關(guān)聯(lián)的地理特征參數(shù)。

7、通過采用上述技術(shù)方案，通過計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)域高程變化對坐標轉(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償了地球重力場不規(guī)則分布導致的高程系統(tǒng)差異，這兩個參數(shù)的引入使坐標轉(zhuǎn)換過程更加符合實際地理環(huán)境特征。特別是在跨越較大區(qū)域的工程項目中，由于地球曲率和重力場差異的累積效應(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轉(zhuǎn)換的精度，減小因地球曲率和高程異常帶來的系統(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，計算各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑，包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的多個特征點的經(jīng)度和緯度信息，根據(jù)所述多個特征點的經(jīng)度和緯度信息，構(gòu)建各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(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，對所述經(jīng)緯度樣本矩陣進行擬合，得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑函數(shù)；將各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的中心點的經(jīng)度和緯度代入所述地球曲率半徑函數(shù)，計算得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的地球曲率半徑。

9、通過采用上述技術(shù)方案，通過構(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，實現(xiàn)了對區(qū)域曲率特征的精確描述。通過采集多個特征點的經(jīng)緯度信息構(gòu)建樣本矩陣，能夠全面反映待轉(zhuǎn)換坐標系對應(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)，可以準確刻畫區(qū)域內(nèi)曲率的連續(xù)變化規(guī)律；最后選取區(qū)域中心點計算曲率半徑，既保證了計算結(jié)果的代表性，又避免了極值點帶來的誤差。這種基于樣本擬合的曲率計算方法，相比傳統(tǒng)的單點計算方法，能更準確地反映區(qū)域整體的曲率特征，為后續(xù)的坐標轉(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，計算各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的高程異常修正值，包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的多個已知高程點的高程值；將所述多個已知高程點的高程值與預(yù)設(shè)的標準高程值進行比較，得到各所述已知高程點的高程異常值；根據(jù)各所述已知高程點的高程異常值，采用預(yù)設(shè)的空間插值方法，計算得到各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的高程異常修正值。

11、通過采用上述技術(shù)方案，通過多個已知高程點與標準高程值的對比分析和空間插值計算，實現(xiàn)了區(qū)域高程異常的精確修正。通過采集多個已知高程點的實測值與標準高程值進行比較，可以有效識別出區(qū)域內(nèi)的高程系統(tǒng)差異；對已知高程點的異常值進行空間插值，則可以得到整個區(qū)域連續(xù)的高程異常分布特征。這種基于實測數(shù)據(jù)和空間插值的高程異常計算方法，能夠準確反映區(qū)域內(nèi)重力場變化和地形起伏對高程的影響，從而為坐標轉(zhuǎn)換過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)差異導致的坐標轉(zhuǎn)換誤差。

12、可選的，所述結(jié)合所述地理特征參數(shù)和所述坐標系關(guān)聯(lián)矩陣，對各所述第二坐標點進行調(diào)整，生成目標坐標點，包括：獲取所述坐標系關(guān)聯(lián)矩陣中的坐標系相對位置參數(shù)，所述坐標系相對位置參數(shù)用于表征各所述待轉(zhuǎn)換坐標系之間的相對位置關(guān)系；根據(jù)所述坐標系相對位置參數(shù)和所述地理特征參數(shù)，計算各所述第二坐標點的調(diào)整量；將各所述第二坐標點的調(diào)整量疊加到對應(yīng)的第二坐標點上，得到調(diào)整后的目標坐標點；其中，所述目標坐標點中的各個坐標點之間的相對位置關(guān)系與各所述待轉(zhuǎn)換坐標系下的第一坐標點之間的相對位置關(guān)系一致。

13、通過采用上述技術(shù)方案，通過引入坐標系相對位置參數(shù)并結(jié)合地理特征參數(shù)計算調(diào)整量，實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)換后坐標點的精確調(diào)整。坐標系相對位置參數(shù)反映了待轉(zhuǎn)換坐標系之間的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系，與地理特征參數(shù)相結(jié)合，可以準確計算出考慮地理環(huán)境影響的坐標點調(diào)整量；將調(diào)整量疊加到第二坐標點上得到目標坐標點的過程，既保證了坐標轉(zhuǎn)換的數(shù)學正確性，又維持了坐標點之間原有的相對位置關(guān)系。這種基于關(guān)聯(lián)矩陣和地理特征的坐標調(diào)整方法，有效解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法中坐標點之間幾何關(guān)系失真的問題，使最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果既滿足坐標系統(tǒng)的一致性要求，又保持了空間實體之間的位置關(guān)系。

14、可選的，所述對各所述第二坐標點進行調(diào)整，生成目標坐標點之后，還包括：獲取各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(yīng)區(qū)域的控制點網(wǎng)格，所述控制點網(wǎng)格中包括多個控制點，各所述控制點具有預(yù)設(shè)的坐標值；根據(jù)所述目標坐標點與所述控制點之間的空間位置關(guān)系，構(gòu)建所述目標坐標點的坐標值與所述控制點的坐標值之間的幾何約束條件；根據(jù)所述幾何約束條件，對所述目標坐標點的坐標值進行平差，得到平差后的目標坐標點，將所述平差后的目標坐標點作為最終的坐標轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。

15、通過采用上述技術(shù)方案，通過引入控制點網(wǎng)格并建立幾何約束條件進行平差處理，實現(xiàn)了對坐標轉(zhuǎn)換結(jié)果的進一步優(yōu)化。通過預(yù)設(shè)控制點網(wǎng)格建立區(qū)域坐標基準，并利用目標坐標點與控制點之間的空間位置關(guān)系構(gòu)建幾何約束條件，可以有效約束坐標轉(zhuǎn)換的整體精度；對目標坐標點進行平差計算，則能夠合理分配和消除轉(zhuǎn)換過程中累積的隨機誤差。這種基于控制網(wǎng)格和平差計算的優(yōu)化方法，不僅提高了坐標轉(zhuǎn)換的整體精度，還確保了轉(zhuǎn)換結(jié)果與已知控制點之間的一致性，使最終輸出的坐標值更加可靠和穩(wěn)定。

16、第二方面，本技術(shù)提供一種坐標系轉(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，用于獲取多個待轉(zhuǎn)換坐標系的第一坐標類型和用戶設(shè)定的目標坐標系的第二坐標類型，其中，各所述待轉(zhuǎn)換坐標系之間通過預(yù)設(shè)的坐標系關(guān)聯(lián)矩陣進行關(guān)聯(lián)；所述第一結(jié)合模塊，用于結(jié)合所述第一坐標類型和所述第二坐標類型，確定各所述待轉(zhuǎn)換坐標系的轉(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)換坐標系轉(zhuǎn)換成所述目標坐標系，并將各所述待轉(zhuǎn)換坐標系下的第一坐標點轉(zhuǎn)換成所述目標坐標系下的第二坐標點；所述第二獲取模塊，用于獲取與各所述待轉(zhuǎn)換坐標系對應(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)和所述坐標系關(guān)聯(lián)矩陣，對各所述第二坐標點進行調(diào)整，生成目標坐標點。

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、存儲器、用戶接口及網(wǎng)絡(luò)接口，所述存儲器用于存儲指令，所述用戶接口和網(wǎng)絡(luò)接口用于給其他設(shè)備通信，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器中存儲的指令，以使所述電子設(shè)備執(zhí)行如上述任一種坐標系轉(zhuǎn)換方法的計算機程序。

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

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)明采用坐標系關(guān)聯(lián)矩陣建立多個待轉(zhuǎn)換坐標系之間的關(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)，在坐標轉(zhuǎn)換過程中不僅考慮了坐標類型之間的轉(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)的雙重約束機制，使得第二坐標點在調(diào)整過程中能夠充分考慮區(qū)域間的空間關(guān)系，從而生成的目標坐標點既滿足坐標系轉(zhuǎn)換的數(shù)學要求，又保持了原有坐標點之間的幾何關(guān)系。該方案特別適用于跨區(qū)域工程中的坐標轉(zhuǎn)換，能夠有效解決區(qū)域接壤處的坐標不連續(xù)問題，提高了坐標轉(zhuǎn)換的整體精度和可靠性。