昆明2000坐标系转换技术要求

    来源:昆明市自然资源和规划局

    1. 背景

    根据《中华人民共和国测绘法》第二章第九、第十条有关规定,经国务院批准,我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系,过渡期为8-10年。2013年2月,原国家测绘地理信息局下发《关于加快2000国家大地坐标系推广使用的通知》(国测国发(2013)11号),要求各级测绘地理信息主管部门要结合数字城市地理空间框架建设,将相对独立的平面坐标系转换为2000国家大地坐标系框架下的坐标系统,同时完成正在使用的地理信息成果的坐标转换。

    2017年3月,原国土资源部、国家测绘地理信息局联合发文《关于加快使用2000国家大地坐标系的通知》(国土资发(2017)30号),明确2018年7月1日起全面使用2000国家大地坐标系。2018年12月,自然资源部发布“自然资源部关于停止提供1954年北京坐标系和1980西安坐标系基础测绘成果的公告”(2018年第55号),按照全面推行使用2000国家大地坐标系的要求,决定自2019年1月1日起,全面停止向社会提供1954年北京坐标系和1980西安坐标系成果。

    为统一我市测绘基准,解决我市现行坐标系与2000国家坐标系转换精度低、覆盖面不够等问题,更好地发挥测绘保障作用,依照《中华人民共和国测绘法》规定,经自然资源部批准,2020年11月由昆明市自然资源和规划局牵头组织、昆明市测绘研究院实施建设的昆明市现代测绘基准建设(一期)通过了省测绘产品监测站检验和专家验收。2021年4月,市政府同意在我市全面启用昆明2000坐标系,现有各类测绘地理信息成果数据和地理信息系统均须转换至昆明2000坐标系统,规范相关坐标转换技术要求尤为重要。

    2. 目的意义

    昆明市市域地处东经102°08~103°40′之间,平均高程约为2100m,最高4247.7米,最低746.0米, 高差3501.7米,按照《城市测量规范》的技术要求,如果直接采用2000国家大地坐标系作为昆明坐标基准,会造成昆明市区域投影变形超限,即长度变形超过2.5cm/km,不适用于昆明市基础测绘、勘测定界、规划测绘、市政工程测量、不动产登记及确权等测量工作,因此需要基于2000国家大地坐标系建立昆明市相对独立的平面坐标系(以下简称“昆明2000坐标系”),以满足城市建设管理和信息化的实际需要。

    昆明2000坐标系基于CGCS2000椭球,采用高斯投影于参考椭球面上任意带平面直角坐标系的方法建立,由1条中央子午线和5个投影面构成,按“长度变形有效覆盖最大化”的设计目标,昆明市域面积有效覆盖率79.24%,乡镇所在地覆盖率100.00%。

    昆明2000坐标系作为昆明市现代测绘基准体系的重要组成部分,是昆明市重要的空间基础设施,具有高精度、动态、实用等特点,实现了我市地理空间基准由二维到三维、由低精度到高精度的转化。启用昆明2000坐标系,有利于应用现代卫星技术对我市平面框架网和基准网进行快速更新,适应现代空间技术的发展趋势;有利于提高测绘地理信息成果精度,满足更多部门和智慧城市建设的实际需求;有利于地理信息要素的快速采集与更新,提高测绘工作效率和基础保障能力;有利于与国家2000大地坐标系无精度损失的相互转换;有利于我市地方坐标基准的统一,提升测绘地理信息服务水平。昆明2000坐标系为我市国土空间管理、自然资源监管监测、工程项目建设、智慧城市建设等奠定坚实的数学基础。

    通过将昆明市自然资源规划系统及其他行业现有各类测绘地理信息空间数据成果转换至新建的昆明2000坐标系,形成一套统一基准的测绘成果,有利于数据标准的统一和数据共享;有利于国家、省、市测绘成果的交换与共享。

    3. 现有成果调研情况

    按照昆明市现代测绘基准建设(一期)工作安排要求,我局对全市各委办局开展了调研工作。

    经调研,各委办局需要转换的空间数据坐标系主要有2000国家大地坐标系(目前在省测绘局进行坐标转换)、1980西安坐标系、1987年昆明坐标系、2004昆明坐标系四大类。涉及数据类型主要有矢量的地理空间数据、文档型的坐标数据及纸质的坐标数据,其数据类型及格式为表3-1所示,应用的领域及功能主要表3-2所示。

    表 31 数据类型及常见格式

    数据类型

    常见格式

    矢量数据

    Esri Geodatabase数据、GeoJson数据、MapInfo、Geomedia软件的原生格式数据;

    DWG格式数据(AutoCAD 2000/LT2000图形版本或以上)。

    栅格数据

    ERDAS IMGINE、Geo Tiff、ECW、JPG2000常见栅格数据。

    文本数据

    Excel、Txt、CVS、Microsoft Access Mdb格式的点坐标数据。

    SDE数据库

    基于Arc Sde管理的空间数据库(ArcGIS10.2版本)。

    点云数据

    LAS、Point Cloud XYZ格式点云数据。

    模型数据

    通用模型FBX格式、3D建模文件OBJ格式、3D MAX的 3DS格式常见三维模型数据。

    表 32 数据坐标系及应用领域

    应用领域

    坐标类型

    应用领域及功能

    2000国家大地坐标系

    国家层面宏观管理,部和国家级的系统上报,“一张图”数据。

    1987年昆明坐标系

    市基础测绘、规划、工程建设、市政工程测量、不动产登记及确权等测量工作。

    1980西安坐标系

    矿产资源管理及部分界址点成果表。

    1954北京坐标系

    矿产资源数据以及部分历史数据。

    2004昆明坐标系

    存量数据。

    其他坐标系

    存量数据。

    本次转换工作,由于2004昆明坐标系相关成果数据暂未交接完成,因此针对涉及2004昆明坐标系的相关工作放入下一阶段进行。

    使用测绘地理信息成果数据较多的各部门,如市自然资源和规划局,需要转换至昆明2000坐标系及CGCS2000国家坐标系的数据见表 33。

    表 33 昆明市自然资源与规划局各部门数据情况

    部门名称

    现状数据情况

    昆明市规划编制

    信息中心

    用于支撑审批服务平台的1987年昆明坐标系数据,包括总规、控规、详规数据和部分1:500、1:2000、1:10000地形图和影像等数据;GGCS2000国家坐标用于基础底图服务以及“一张图”的数据、国家土地调查、矿业权的地形和影像等数据;各分局、处室上交需要入库的各类坐标系的数据。

    昆明市测绘研究院

    基础地形图、管线数据、三维数据、数字高程模型、影像数据、专题地图数据等。

    行政审批处

    1987年昆明坐标系的1:500地形图、放线、验线、竣工数据;西安80、GGCS2000国家坐标和2004昆明坐标系的勘测定界坐标数据。

    详细规划处

    1987年昆明坐标系的控规及详规数据(智慧审批系统内)。

    自然资源开发利用和权益处

    主要使用CGCS2000坐标系数据。

    交通市政规划处

    相关坐标系下的道路、地下管线、地铁、轨道交通、滇中引水数据

    地质勘查和矿产

    资源保护监督处

    CGCS2000坐标系和1980西安坐标系的矿产资源审查矿权坐标、地质灾害点数据。

    耕地保护监督处

    主要是CGCS2000坐标系永久基本农田数据。需要使用永久基本农田数据与项目叠加比对,但因数据为机密数据,作为主要的职能部门不具备数据使用权。

    建设工程规划处

    纸质报批,各种坐标系下的数据,对坐标系没有具体要求。

    各区(市)县自然资源部门

    CGCS2000坐标系、1987年昆明坐标系、1980西安坐标系。

    地理空间数据使用部门多,需要转换的工作量大。根据调研情况,全市各部门使用的空间成果数据,按照系统谋划、稳步推进、急用先转的原则,在昆明2000坐标系成果转换工作领导小组的统一调度下,实现平稳有序的坐标转换工作。

    1. 现有测绘地理信息成果数据转换技术要求

    1.1. 转换基本流程

    为做好昆明2000坐标系发布准备工作,需要在新坐标系发布前将各单位现有测绘地理信息成果转换到昆明2000坐标系下。由昆明市自然资源和规划局测绘与地理信息管理处牵头,昆明市测绘管理中心具体负责具体实施,昆明市测绘研究院作为技术支撑单位,负责为各区、各相关部门和单位提供各类测绘地理信息数据成果坐标转换的技术支持和服务。转换流程如下:

    • 申请转换单位填写《昆明2000坐标系转换申请表》(见附表6.1),提交至昆明市测绘管理中心;
    • 市测管中心初步审核后,提交昆明市自然资源局和规划局测绘与地理信息管理处进行审批;
    • 审批后流程转至昆明市测绘研究院进行坐标转换;
    • 转换后成果由昆明市测绘研究院提交转换后数据以及《测绘成果坐标转换报告》(见附表6.2)到市测绘管理中心;
    • 市测绘管理中心通知申请转换单位接收数据,同时向测绘管理处做工作报告。具体流程如下图所示:
     
       

     图 41 坐标转换流程图

    1.2. 测绘地理信息数据坐标转换系统

    为了实现现有测绘成果向即将发布的昆明2000坐标系的坐标转换,昆明市已开发了支持多种数据格式、多种坐标系间坐标转换的转换程序:

    • 基于AutoCAD的坐标转换插件;
    • 基于ArcGIS的坐标转换插件;
    • 基于FME Server的昆明市现代测绘基准体系建设测绘成果坐标转换系统(以下简称坐标转换系统)。

    转换系统中使用的转换参数为《昆明市现代测绘基准建设(一期)——昆明2000坐标系建立》项目中形成的成果,该成果已通过省级测绘产品检查站检验,同时转换软件经过系统测试,转换精度符合相关规范和设计要求,软件运行稳定。

    1.3. 数据格式要求

    1.3.1. 矢量数据

    矢量数据支持Esri Shapefile、Esri Personal Geodatabase(mdb)、Esri File Geodatabase(gdb)、GeoJSON(Geographic JavaScript Object Nptation)、Bentley MicroStation Design(V7,V8)、Autodesk AutoCAD DWG/DXF、KML等格式数据。

    为了保证转换结果准确无误(空间位置正确、扩展属性不产生丢失、符号化信息不丢失,不改变),对数据要求如下:

    • EsriShapefile(shp)、File Geodatabase(gdb)、Personal Geodatabase(mdb)格式数据要求为ArcGIS2或之前版本。
    • DWG数据版本要求为AutoCAD2000及以上版本,在转换前,对数据进行清理,确保无空图层、空线型、无飞点,当前图层不为空图层。

    1.3.2. 栅格数据

    栅格数据支持ER Mapper ECW、ERDAS IMAGINE、GEOTIFF(Geo-referenced Tagged Image FileFormat)、JPEG(Joint Photographic Experts Group)、Extensis MrSID、TIFF(Tagged Image File Format)格式的数据。

    由于栅格数据量较大,为避免在转换过程中因数量过大导致出错,对数据做要求如下:

    • 栅格中间不能有坏线;
    • 单个栅格数据面积大于200Km2或数据量大于5GB时;
    • 必须将其按照1:1万分幅进行裁切、坐标转换后再拼接。

    1.3.3. 文本数据

    文本数据可以使用ArcGIS坐标转换插件中文本转换功能及使用坐标转换系统中文本转换模块进行转换,格式要求如下:

    • ArcGIS坐标转换插件支持txt文本格式和mdb格式,txt坐标文件格式要求为:X,Y,Z,不能有点名、点号,Y坐标在前,X坐标在后,坐标之间用英文逗号隔开。格式为MicrosoftAccess MDB格式只对相应X,Y部分进行转换,对于非MDB格式数据,需先转换到MDB格式。属性数据库仅有属性信息无空间图形信息,如管线数据库,其中属性字段如X、Y记录坐标信息进行转换。
    • 坐标转换系统中文本转换模块支持Text File、MicrosoftExcel格式的数据。Excel表格数据表头字段名称必须设置为:点名/点名 X Y。TXT文本格式须设置为点号/点名 X Y,间隔符号可以为英文、中文逗号或空格。

    1.3.4. SDE数据库

    SDE数据库使用ArcGIS坐标转换插件和测绘成果坐标转换系统中的SDE坐标转换模块进行转换。要求如下:

    • SDE版本要求为ArcGIS2或之前版本;
    • 使用的关系数据库版本必须能和使用的Arc SDE版本对应。

    1.3.5. 点云数据

    点云数据支持ASPRS Lidar data Exchange Format(LAS)、Point Cloud Data(PCD)、Point Cloud XYZ、Terrasolid、TerraScan等格式的数据。

    1.3.6. 模型数据

    模型数据支持Autodesk 3ds、COLLADA(Collaborative Design Activity)、DirectX X File、Autodesk FBX、OBJ等格式。

    为了保证转换结果由正确的纹理信息,要求待转换模型纹理路径和命名不能包含中文字符。

    1.4. 其他要求

    • 若转换源数据为其他单位生产的测绘成果时,仅保证其转换过程及使用参数的准确性,不保证其转换成果的正确性。源数据及转换成果需提交市局测管处备份,以便溯源。
    • 针对无法溯源的其他测绘地理信息数据,由于无法确定其原始数据的精度,需要对其进行检核,由于无相关经费预算,只通过叠加现有成果数据比对等方式进行内业检核,不进行外业检核;检核通过后进行相应转换,并在《测绘成果坐标转换报告》中加以说明,但我局不对此类数据转换成果质量负责;检验不通过时,不进行转换,并告知其检验不通过原因。
    • 对于一些历史年代久远需要进行坐标转换但仅有纸质版的图纸,由于无相关经费预算,需由申请转换单位自行先进行扫描,保存为RGB栅格数据,获取源坐标系下4个图廓点坐标,计算其目标坐标系下坐标;然后重新定位,添加目标坐标系下图廓、公里格网等,注明该数据成果为目标坐标系,其有效图幅范围为源坐标系标准分幅,再交由转换部门申请转换。
    • 对于本技术要求中不支持的数据格式,必须在待转换格式数据所属平台下,转换成技术要求中所列支持的数据格式,再进行坐标转换。在格式转换过程中产生的要素或属性遗失,不属于此技术要求中提到坐标转换程序的问题,我局不对此过程产生的数据质量问题负责。但我局技术人员可在数据格式转换过程中向客户提供技术支持或辅助。
    • 当数据源坐标系为2000国家大地坐标系时,核实其Y坐标是否加有带号(昆明大部分县区位于34带,石林部分区域为35带)。若加有带号,需先进行投影换带,将其从CGCS2000 3 DegreeGK Zone 34投影至CGCS2000 3 Degree GK CM 102E,将带号去掉后再进行坐标转换。
    • 当数据源坐标系为1980西安坐标系时,核实其Y坐标是否加有带号。若加有带号,需先进行投影换带,将其从Xian1980 3 Degree GK Zone 34转换为Xian 1980 3 Degree CM 102E,将带号去掉后再进行坐标转换。
    • 当数据源坐标系为1954北京坐标系时,核实其Y坐标是否加有带号。若加有带号,需先进行投影换带,将其从BeiJing1954 Degree GK Zone 34转换为BeiJing 1954 Degree CM 102E,将带号去掉后再进行坐标转换。

    2. 现有测绘地理信息成果数据转换质量控制措施

    成果数据转换质量控制采取“二级检查”制度。转换组进行过程检查(一级检查)、质检组进行最终检查(二级检查),由昆明市自然资源和规划局进行批准后提供最终成果数据。

    2.1. 检查原则

    • 为了保证测绘产品的质量,严格按照“二级检查”制度对全过程进行严密的质量控制。
    • 各工序间的产品必须符合要求后方可进入下一工序。转换小组组长负责组织100%的自检和互检,并提供检查记录到转换组负责人处;转换组负责人负责组织一级检查,检查通过后交由质检组进行最终检查。

    2.2. 关键点控制

    表5-1 质量关键点

    序号

    小项

    关键点

    1

    转换软件的选取

    转换软件的选取、转换效率的评定

    2

    源数据的精度判定

    坐标系正确性、数据格式正确性、数据能否溯源

    3

    转换的精度评定

    目标坐标系正确性、目标数据格式正确性、数据转换精度、属性数据是否丢失、是否有数据转换丢失

    注:严格把控质量关键点的各个环节,做好相应的记录。

    2.3. 安全管理

    2.3.1. 生产安全

    本次转换工作主要为内业生产,严格执行《测绘作业人员安全规范》。

    2.3.2. 数据安全

    • 在转换工作中严格执行自然资源部制定的《测绘管理工作国家秘密范围的规定》,转换工作计算机属于涉密计算机,不得接入互联网,涉密移动硬盘、U盘等做好保密措施,并对转换工作人员进行保密培训并持证上岗,接受上级主管部门和国家保密局对其国家秘密管理的检查、监督工作。
    • 数据为国家秘密数据,不得将形成的成果数据复制或打印给其他人员,不得在互联网上传输数据。
    • 数据使用时,严格按《保密法》的要求进行使用。

    2.3.3. 数据备份

    形成的成果数据采用双备份机制,即计算机及移动硬盘同时备份。

    3. 附表

    3.1. 昆明2000坐标系转换申请表

    编号:

    申请单位基本情况

    单位名称

     

    单位地址

     

    单位性质

    £党政机关  £事业单位    £国企      £民企          £其他        

    主管部门

     

    经办人姓名

     

    联系电话

     

    电子邮箱

     

    申请坐标转换的成果内容

    原成果资料名称

     

    数据来源

     

    生产日期

           年    月

    坐标系统

     

    数据量

     

    数据类型

    £DLG     £DRG    £DOM   £DEM    £DTM    £GIS   £SDE

    £数据库  £电子地图       £图表   £文档   £其他          

    数据格式

    £dwg   £gdb   £las   £shp   £obj   £ecw  £img  £msi   £mdb   £eoo   £swf   £txt   £doc   £xls  £tiff £pdf       £其他        

    用途

     

    申请人承诺

    一、对申请转换的现行成果质量和真实性负责;

    二、遵守昆明市自然资源和规划局对昆明2000坐标系转换相关要求,主动配合坐标转换技术单位的工作;

    三、自愿接受各级测绘行政主管部门的质量监督管理,转换后的测绘成果必须注明“昆明2000坐标系”字样;

    四、同意成果资料留底备案。

                          申请单位负责人签字(单位盖章):

                                             年     月     日

    市测绘管理中心技术性初审意见

    初审意见:

     

    经办人签名:                      年    月    日

    测绘与地理信息

    管理处审批意见

    审批意见:

     

    经办人签名:             签 章:            年    月    日

    昆明市测绘研

    究院办理回执

    转换成果描述:

    办理情况:

     

    经办人签名:                 签 章:          年    月    日

    市测绘管理中心

    成果分发情况

    分发情况:

     

    科室负责人:                签 章:          年    月    日

    测绘与地理信息管理处归档意见

    意见:

     

     

     

    负责人签名:                               年    月    日                                              

     说明:此申请表双面打印,一式三份。                                                

    3.2. 测绘成果坐标转换报告

    测绘成果坐标转换报告

    成果名称

     

    生产日期

     

    生产单位

     

    地址

     

    委托单位

     

    地址

     

    转换成果描述

    1. 源数据数据格式;

    2. 源数据坐标系统;

    3. 源数据图层数、要素数量、属性等。

    转换依据

    1. 《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T 18316-2008;

    2. 《测绘成果质量检查与验收》GB/T 24356-2009;

    3. 《2000国家大地坐标系推广使用技术指南》;

    4. 《昆明2000坐标系推广使用技术技术细则》;

    5. 《昆明2000坐标系成果转换实施方案》;

    6. 《昆明2000坐标系转换技术要求》。

    转换成果描述

    1. 目标数据格式、坐标系统、图层数、要素数量;

    2. 目标数据空间位置正确性、要素属性完整性;

    3. 目标数据转换结果正确性;

    4. 目标数据转换前后面积一致性。

    转换结论

     

     

     

     

     

     

     

     

     

                                    转换单位: 

                                        日期:         年    月    日

    转换人员:

     

    转换时间:

     

    检查人员:

     

    检查时间:

     

    备注:

     

     

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    航测建模软件:inpho、smart3d、Pix4d

    测图软件:EPS6.0、南方CASS、 Lidar360、cass3d

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    道路设计:纬地8.01、鸿业

     

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