CN114399541B - 一种区域坐标转换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种区域坐标转换方法及装置，包括：根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；待转换区域是基于采用初始坐标系的遥感影像数据确定的；根据控制重叠范围和格网尺寸，在初始坐标系中确定待转换区域内每个格网区域的格网控制点；根据各格网区域的格网控制点，确定待转换区域内的任一点在目标坐标系中的转换坐标。本发明提供的区域坐标转换方法及装置，通过在初始坐标系中调整待转换区域内的控制重叠范围和格网尺寸，有效地控制了坐标转换的计算量，进而在保证坐标转换效率的同时，还能够控制转换误差的稳定性，收敛误差波动。

Description

一种区域坐标转换方法及装置
技术领域
本发明涉及空间信息技术领域，尤其涉及一种区域坐标转换方法及装置。
背景技术
卫星遥感数据中坐标***种类繁多，在对卫星采集的区域遥感影像数据进行整合时，需要进行坐标的转换。由于不同坐标***之间采用的椭球、框架、历元等不同，当测绘基准发生变化，或者为了适应数字区域的发展需要，须将已有区域内点的坐标转换到某一测绘基准中。
为减小空间坐标转换误差，传统的坐标转换方法是在研究区构建行列邻接排列，无空间重叠的格网体系，并分别面向每个格网计算转换参数，这些转换参数被代入数值法多项式中，并应用于格网内空间要素的空间坐标转换。
上述减小格网范围的方法在会增加转换耗时的同时，还会导致误差总体波动范围较大。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种区域坐标转换方法及装置。
本发明提供一种区域坐标转换方法，包括：
根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；
根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；
根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
根据本发明提供的一种区域坐标转换方法，在所述根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸之前，还包括：
在所述初始坐标系中，将所述待转换区域划分为多个无重叠的子区域，并在所述待转换区域内确定多个测试点；
确定每个子区域的各顶点为所述每个子区域内所有测试点的测试控制点；
利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系。
根据本发明提供的一种区域坐标转换方法，所述利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系，包括：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定每个测试点转换至所述目标坐标系中的转换误差，以及所述每个测试点在所述初始坐标系中的最小边界距离；
根据所有测试点的所述最小边界距离和所述转换误差，确定从所述初始坐标系转换到所述目标坐标系的误差空间分布关系；
所述误差空间分布关系包括距离误差空间分布关系或坐标误差空间分布关系；
所述坐标误差空间分布关系中的坐标误差，包括x轴方向误差或/和y轴方向误差。
根据本发明提供的一种区域坐标转换方法，所述转换误差是基于以下方法确定的：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定所述每个测试点的点转换参数和最小边界距离；
根据所述点转换参数，获取所述每个测试点在所述目标坐标系的测试坐标；
根据所述测试坐标和所述每个测试点在目标坐标系中的参考坐标，确定所述每个测试点的转换误差。
根据本发明提供的一种区域坐标转换方法，所述根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点，包括：
根据所述格网尺寸，在所述待转换区域内确定每个格网区域的格网位置；
根据所述每个格网区域的格网位置和所述控制重叠范围，确定所述每个格网区域的格网控制点。
根据本发明提供的一种区域坐标转换方法，所述根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标，包括：
根据所述每个格网区域的格网控制点，确定所述每个格网区域的区域转换参数；
根据所有的区域转换参数，确定所述待转换区域内各点从所述初始坐标系到所述目标坐标系的转换多项式；
根据所述转换多项式和所述待转换区域内任一点在初始坐标系内的初始坐标，确定所述待转换区域内任一点在所述目标坐标系的转换坐标。
本发明还提供一种区域坐标转换装置，包括：
第一确定单元，用于根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；
第二确定单元，用于根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；
第三确定单元，用于根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述区域坐标转换方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述区域坐标转换方法的步骤。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述区域坐标转换方法的步骤。
本发明提供的区域坐标转换方法及装置，通过在初始坐标系中调整待转换区域内的控制重叠范围和格网尺寸，有效地控制了坐标转换的计算量，进而在保证坐标转换效率的同时，还能够控制转换误差的稳定性，收敛误差波动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的无空间重叠格网体系的平面示意图；
图3是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之二；
图4是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之三；
图5是本发明提供的转换误差散点的分布示意图；
图6是本发明提供的重叠格网体系的平面示意图；
图7是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之四；
图8是本发明提供的区域坐标转换装置的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
常见的空间坐标转换，包括两种平面坐标之间的转换，以及经纬度数据等地理坐标和平面坐标之间的转换。
其中平面坐标间的转换又被称为投影变换，是地图投影和地图编绘的一个重要组成部分，可统一数据集的空间参考，利于数据的集成应用。坐标转换的方法包括数值法、解析法等。
解析法有严密的数学基础，需要已知参考椭球参数和解析方程，通常其精度更高，但复杂度也更高，效率较低。
而数值法不需要参考椭球体参数，因此通用性更强，且效率更高。因此，在对坐标转换效率高需求的应用场景中，可优先考虑使用数值法。
关于地图投影变换的数值法，一般的多项式法(二元n次多项式、乘积型多项式等)可用于各种坐标系间的转换。用于等角投影转换的有正形多项式法、差分法、有限元法和差商法等。比较上述几种等角投影的数值转换方法后发现，正形多项式法(CT)最灵活简便。双曲线变换(Hyperbolic Transformation，HT)，又叫双线性变换，属于乘积型多项式，是一种常见的数值坐标转换方法。
线性规则近似(Linear rule approximation，LRA)方法，通过构建线性多项式来逼近变换规则，其公式简单，转换效率较高。在使用LRA方法进行WGS-84与高斯投影坐标的转换时，X坐标误差明显大于Y坐标误差；而改进的线性规则近似(Improved Linear RuleApproximation，ILRA)算法，提高了X坐标的转换精度。控制点数目一定的情况下，待转换区域的大小直接影响到转换精度，待转换区域越大，转换误差越大。
为了保证变换精度，一种方案是在当待转换区域范围大，控制点不足时，先利用样条函数或拉格朗日插值加密控制点，再用多项式对坐标进行转换。另一种方案是在较大区域使用数值法时，将待转换区域分割成的多个较小待转换区域上分别进行转换。
本发明提出一种用于数值法空间坐标转换的实施方法，在传统数值法格网体系构建方案基础上，计算应用场景中要素坐标转换误差与要素到格网边界最小距离的数学关系，确定控制重叠范围，并基于所述重叠范围构建邻近格网相互重叠的格网体系。在此基础上，根据各要素与格网的位置关系，确定所应用的转换参数，以进行坐标转换。
下面结合图1至图9描述本发明实施例所提供的区域坐标转换方法及装置。
图1是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之一，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
首先，在步骤S11中，根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的。
其中，初始坐标系为待转换区域当前采用的坐标系，需要将待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系中。
控制重叠范围包括格网区域外的4个区域控制点依次连接所形成的方形区域；格网尺寸是将待转换区域划分为多个格网区域的大小，可以表示为格网区域的长和宽。
可根据对待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系的转换误差波动的要求，以及待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系的误差空间分布关系，灵活设定待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸。
要求的误差波动越小，控制重叠范围越大，且格网尺寸越小。
进一步地，在步骤S12中，根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点。
其中，根据格网尺寸，可以将待转换区域划分为多个正方形的格网区域，确定每个格网区域在初始坐标系中的转换坐标；再根据控制重叠范围，以及每个格网区域在初始坐标系中的初始坐标，确定每个格网区域的格网控制点，其中，格网控制点均在格网区域外，故连接各格网控制点所形成的区域面积大于对应的格网区域。
进一步地，在步骤S13中，根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
具体地，根据所述每个格网区域的格网控制点，能够确定每个格网区域的区域转换参数；根据所有的区域转换参数，确定待转换区域的转换多项式；将所述待转换区域内任一点初始坐标代入至转换多项式，得到该点在目标坐标系中转换坐标。
根据本发明提供的区域坐标转换方法，通过在初始坐标系中调整待转换区域内的控制重叠范围和格网尺寸，有效地控制了坐标转换的计算量，进而在保证坐标转换效率的同时，还能够控制转换误差的稳定性，收敛误差波动。
可选地，在所述根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸之前，还包括：
在所述初始坐标系中，将所述待转换区域划分为多个无重叠的子区域，并在所述待转换区域内确定多个测试点；
确定每个子区域的各顶点为所述每个子区域内所有测试点的测试控制点；
利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系。
图2是本发明提供的无空间重叠格网体系的平面示意图，如图2所示，在初始坐标系中，以待转换区域西南角为原点，从南指向北为Y轴正方向，单位为千米(km)，从西指向东为X轴正方向，单位为千米(km)，构建待转换区域的无空间重叠的格网坐标体系。其中，无空间重叠格网体系中子区域的确定可以根据在待转换区域上划分多组等大小格网进行转换，子区域的尺寸可以根据对转换误差的需求来确定。
根据待转换区域大小和子区域大小，计算子区域的行列数，分别记为m、n，从南到北的行号依次为1、2、…、m，从西到东的列号依次为1、2、…、n。
待转换区域的最大、最小的X坐标和Y坐标分别记为Xmax、Xmin、Ymax和Ymin，子区域的长度和宽度分别记为ΔX和ΔY，则m＝[(Ymax-Ymin)/ΔY]，n＝[(Xmax-Xmin)/ΔX]，其中[R]表示为对R取整。
在图2中，初始坐标系为UTM Zone 48N坐标系，目标坐标系为Lambert投影坐标系。在初始坐标系下，待转换区域的空间范围，在X轴方向的区间为300km至700km，在Y轴方向的区间为2450km至5850km，所有格网宽度ΔY为300km，所有格网长度ΔX为300km。m为12，n为2，子区域为方形，包括4个顶点。第2列格网长度为100km是由于该列格网长度的其余200km被遮挡，图2中的12-1表示，该子区域处于第12行，第1列。
测试点在X轴和Y轴方向分别按相同间隔均匀分布于待转换区域中，水平方向间隔记为h，竖直方向间隔记为v，则待转换区域内测试点数为[(Ymax-Ymin)/v]×[(Xmax-Xmin)/h]。
记任一个测试点为G，其在初始坐标系下的坐标为(XG，YG)。
测试点G所在的子区域，以子区域的西南、东南、东北和西北共计4个顶点作为测试控制点，依次记为A、B、C、D，坐标分别为(XA，YA)、(XB，YB)、(XC，YC)、(XD，YD)，用测试控制点求解的点转换参数进行测试点的数值法坐标转换，求得其在目标坐标系下的测试坐标为(xG1，yG1)。
并利用传统的解析法进行坐标转换，得到其在目标坐标系下的参考坐标为(xG2，yG2)。
图3是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之二，如图3所示，包括：首先，在步骤S31中，设置测试环境；进一步地，在步骤S32中，测试点的坐标转换误差计算；进一步地，在步骤S33中，误差空间分布描述；进一步地，在步骤S34中，确定应用转换参数的区域大小。该方法为应用于经纬度数据与平面坐标XY数据之间，或两种平面坐标XY数据之间的转换实施方法。
图4是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之三，如图4所示，包括：首先，在步骤S41中，设置测试环境；进一步地，在步骤S42中，计算转换误差；进一步地，在步骤S43中，误差空间分布描述；进一步地，在步骤S44中，确定应用转换参数的范围；进一步地，在步骤S45中，划分地理格网并确定各格网的控制点坐标。该方法为经纬度数据与平面坐标XY数据之间，或两种平面坐标XY数据之间的转换工程化措施。
在现有的坐标转换技术中，没有对误差空间分布描述，而是需要总体转换误差符合应用需求，总体转换误差包括误差平均值和/或最大值等；此外，坐标转换实施区域的控制点分布于实施区域内或其边界上，最外侧控制点所包围区域即为实施区域。
测试控制点求解点转换参数的数值法，可以包括：LRA方法、HT方法、CT方法等。
LRA方法利用测试控制点，对初始坐标系中测试点G(XG，YG)转换到目标坐标系的测试坐标(xG1，yG1)进行求解，具体如下所示：
Figure BDA0003444427700000101
公式中点转换参数e、f、p、q的求解具体如下：
Figure BDA0003444427700000102
其中，ΔX＝XB-XA；ΔY＝YD-YA；X＇A、X＇B、X＇C、X＇D分别为测试控制点A、B、C、D在目标坐标系中的横坐标；Y＇A、Y＇B、Y＇C、Y＇D分别为测试控制点A、B、C、D在目标坐标系中的纵坐标。
HT方法利用测试控制点，对初始坐标系中的测试点G(XG,YG)转换到目标坐标系的测试坐标(xG1，yG1)进行求解，具体如下所示：
Figure BDA0003444427700000111
公式中点转换参数a1、a2、a3和a4，以及b1、b2、b3和b4可由以下方程组求解：
Aa＝X；Ab＝Y；
Figure BDA0003444427700000112
Figure BDA0003444427700000113
CT方法利用测试控制点，对初始坐标系中的测试点G(XG，YG)转换到目标坐标系的测试坐标(xG1，yG1)进行求解，具体如下所示：
Figure BDA0003444427700000114
公式中点转换参数可通过如下方程组求解：
Figure BDA0003444427700000115
Figure BDA0003444427700000116
其中，在j＝1、2、3时，X＇j、Y＇j分别为测试控制点B、C、D在目标坐标系下的x轴、y轴坐标。
现有减小格网范围的坐标转换方法，其误差总体波动范围较大，当对误差波动范围有一定要求时，无法满足要求。
可选地，所述利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系，包括：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定每个测试点转换至所述目标坐标系中的转换误差，以及所述每个测试点在所述初始坐标系中的最小边界距离；
根据所有测试点的所述最小边界距离和所述转换误差，确定从所述初始坐标系转换到所述目标坐标系的误差空间分布关系；
所述误差空间分布关系包括距离误差空间分布关系或坐标误差空间分布关系；
所述坐标误差空间分布关系中的坐标误差，包括x轴方向误差或/和y轴方向误差。
可选地，所述转换误差是基于以下方法确定的：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定所述每个测试点的点转换参数和最小边界距离；
根据所述点转换参数，获取所述每个测试点在所述目标坐标系的测试坐标；
根据所述测试坐标和所述每个测试点在目标坐标系中的参考坐标，确定所述每个测试点的转换误差。
此外，可以根据每个测试点的参考坐标和测试坐标，在X轴和/或Y轴方向上的误差，可分别记为ex和ey，得到从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的坐标误差空间分布关系。
根据测试点G的测试坐标(xG1，yG1)和参考坐标(xG2，yG2)，计算转换误差de，具体为：
Figure BDA0003444427700000121
其中，转换误差de可以用于距离误差空间分布关系，ex和ey可以用于确定坐标误差空间分布关系。
进一步地，计算每个测试点与该测试点所在子区域边界的最小距离，为最小边界距离d，以测试点G为例，具体为：
d＝Min(|XG-XA|，|YG-YC|，|XG-XB|，|YG-YA|)；
其中，Min(R)表示为对R取最小值。
图5是本发明提供的转换误差散点的分布示意图，如图5所示，x轴为各测试点的最小边界距离d值，单位为千米(km)，y轴为各测试点的转换误差de，单位为米(m)。根据所有测试点的最小边界距离和转换误差，绘制散点图，根据散点图，可以得到从初始坐标系转换到所述目标坐标系的误差空间分布关系。
通过散点图反映的误差空间分布状况与变化特征，以及对误差波动的范围和大小的需求，确定相应的最小边界距离d值，记为d0，用于确定格网区域的控制重叠范围；亦即确定了应用点转换参数的格网区域大小，应用点转换参数的格网的宽度为ΔX-2×d0，记为d1，作为格网尺寸。
在图5中，当d为50km时，最大转换误差不超过1.23m，且转换误差呈现出收敛状态，所以可选取d0＝50km，d1＝300-2×50＝200km。
可选地，所述根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点，包括：
根据所述格网尺寸，在所述待转换区域内确定每个格网区域的格网位置；
根据所述每个格网区域的格网位置和所述控制重叠范围，确定所述每个格网区域的格网控制点。
将整个待转换区域划分为若干个实施转换的方形小区域，并确定各小区域相应控制点坐标，即确定了各重叠格网的位置。
图6是本发明提供的重叠格网体系的平面示意图，如图6所示，在初始坐标系中，以待转换区域西南角为原点，从南指向北为y轴正方向，单位为千米(km)，从西指向东为x轴正方向，单位为千米(km)，构建待转换区域的重叠的格网坐标体系。
各方形格网区域西南、东南、东北和西北的4个顶点，依次记为A1、B1、C1和D1，其坐标分别为(XA1,YA1)、(XB1,YB1)、(XC1,YC1)和(XD1,YD1)。
根据待转换区域大小和格网区域大小，计算格网区域行列数，分别记为m1、n1，从东到西列号依次为1’、2’、3’、…、n1’，从南到北行号依次为1’、2’、…、m1’。
则m1＝[(Ymax-Ymin)/d1]，n1＝[(Xmax-Xmin)/d1]，其中，[R]表示为对R取整。
在X和Y方向均以200KM为步长，则格网行列数m1＝17，列数n1＝2，将待转换区域划分为17*2个方形子区域。从南到北的行号依次为1、2、…、17，从东到西的列号依次为1、2。图6中的17’-1’表示，该格网处于第17行，第1列。
各方形格网西南、东南、东北和西北4个区域控制点，依次记为A2、B2、C2和D2，在初始坐标系中的坐标分别为(XA1-d0,YA-d0)、(XB1+d1,YB1-d0)、(XC1+d0,YC1+d0)和(XD1-d0,YD1+d0)。
例如，由A1、B1、C1和D1依次连接形成的格网区域，其控制重叠范围由A2、B2、C2和D2共计4个区域控制点依次连接而成。
在格网体系构建过程中，通过一定程度重叠格网可以显著提升误差的稳定性，收敛误差波动，并且对计算耗时的影响小。在不同大小格网体系下，转换误差的空间分布都是类似的：以WGS84椭球下UTM投影坐标与Lambert投影坐标的正形多项式或双曲线转换为例，误差的波动幅度在待转换区域边缘附近时较大，在距离待转换区域边缘较大的区域波动幅度较小，且误差较小值多分布于格网中间区域。
可选地，所述根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标，包括：
根据所述每个格网区域的格网控制点，确定所述每个格网区域的区域转换参数；
根据所有的区域转换参数，确定所述待转换区域内各点从所述初始坐标系到所述目标坐标系的转换多项式；
根据所述转换多项式和所述待转换区域内任一点在初始坐标系内的初始坐标，确定所述待转换区域内任一点在所述目标坐标系的转换坐标。
根据所述每个格网区域的格网控制点，确定每个格网区域的区域转换参数；格网控制点求解区域转换参数的数值法，可以包括：LRA方法、HT方法、CT方法等。
将所有格网对应的区域转换参数代入到数值法多项式中，确定待转换区域从初始坐标系到目标坐标系的转换多项式；
将待转换区域内任一点在初始坐标系内的初始坐标，代入到转换多项式中，能够确定该点目标坐标系的转换坐标，且转换坐标与传统坐标转换方法计算的参考坐标之间的误差稳定。
图7是本发明提供的区域坐标转换方法的流程示意图之四，如图7所示，包括：
首先，在步骤S71中，构建无重叠格网体系；
在初始坐标系中，构建无空间重叠格网体系，将待转换区域划分为多个子区域，并在每个子区域内设置多个测试点，每个子区域的顶点作为该子区域内测试点的测试控制点。
进一步地，在步骤S72中，计算测试点坐标转换误差。
根据每个测试点的测试控制点，确定每个测试点的点转换参数和最小边界距离；根据点转换参数，获取每个测试点在目标坐标系中的目标坐标；根据每个测试点对应的目标坐标和参考坐标，确定每个测试点的转换误差。
进一步地，在步骤S73中，表达误差空间分布。
根据所有测试点的最小边界距离和转换误差，获取待转换区域的误差空间分布。
进一步地，在步骤S74中，确定重叠区域范围。
根据误差空间分布，可以确定最小边界距离和待转换区域的计算区域转换参数的格网宽度，作为格网尺寸；并将最小边界距离作为控制重叠范围。
进一步地，在步骤S75中，构建重叠格网体系。
在初始坐标系中，构建待转换区域的重叠格网体系，确定待转换区域在重叠格网体系中的多个格网区域。
根据控制重叠范围和格网尺寸，确定每个格网区域的区域控制点。
进一步地，在步骤S76中，计算各格网转换参数。
利用每个格网区域对应的区域控制点，确定每个格网区域的区域转换参数。
根据所述每个格网区域的区域转换参数，确定待转换区域的转换多项式。
进一步地，在步骤S77中，实施坐标转换。
将待转换区域内任一在初始坐标系中的坐标点代入至转换多项式中，确定该点在目标坐标系中的转换坐标。
图8是本发明提供的区域坐标转换装置的结构示意图，如图8所示，包括：
第一确定单元801，用于根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；
第二确定单元802，用于根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；
第三确定单元803，用于根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
首先，第一确定单元801根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的。
其中，初始坐标系为待转换区域当前采用的坐标系，需要将待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系中。
控制重叠范围包括格网区域外的4个区域控制点依次连接所形成的方形区域；格网尺寸是将待转换区域划分为多个格网区域的大小，可以表示为格网区域的长和宽。
可根据对待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系的转换误差波动的要求，以及待转换区域从初始坐标系转换到目标坐标系的误差空间分布关系，灵活设定待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸。
要求的误差波动越小，控制重叠范围越大，且格网尺寸越小。
进一步地，第二确定单元802根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点。
其中，根据格网尺寸，可以将待转换区域划分为多个正方形的格网区域，确定每个格网区域在初始坐标系中的转换坐标；再根据控制重叠范围，以及每个格网区域在初始坐标系中的初始坐标，确定每个格网区域的格网控制点，其中，格网控制点均在格网区域外，故连接各格网控制点所形成的区域面积大于对应的格网区域。
进一步地，第三确定单元803根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
具体地，根据所述每个格网区域的格网控制点，能够确定每个格网区域的区域转换参数；根据所有的区域转换参数，确定待转换区域的转换多项式；将所述待转换区域内任一点初始坐标代入至转换多项式，得到该点在目标坐标系中转换坐标。
根据本发明提供的区域坐标转换装置，通过在初始坐标系中调整待转换区域内的控制重叠范围和格网尺寸，有效地控制了坐标转换的计算量，进而在保证坐标转换效率的同时，还能够控制转换误差的稳定性，收敛误差波动。
需要说明的是，本发明实施例提供的区域坐标转换装置，在具体执行时，可以基于上述任一实施例所述的区域坐标转换方法来实现，对此本实施例不作赘述。
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行区域坐标转换方法，该方法包括：根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的区域坐标转换方法，该方法包括：根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例提供的区域坐标转换方法，该方法包括：根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标。
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实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种区域坐标转换方法，其特征在于，包括：
根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；
根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；
根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标；
在所述根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸之前，还包括：
在所述初始坐标系中，将所述待转换区域划分为多个无重叠的子区域，并在所述待转换区域内确定多个测试点；
确定每个子区域的各顶点为所述每个子区域内所有测试点的测试控制点；
利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系；
所述利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系，包括：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定每个测试点转换至所述目标坐标系中的转换误差，以及所述每个测试点在所述初始坐标系中的最小边界距离；
根据所有测试点的所述最小边界距离和所述转换误差，确定从所述初始坐标系转换到所述目标坐标系的误差空间分布关系；
所述误差空间分布关系包括距离误差空间分布关系或坐标误差空间分布关系；
所述坐标误差空间分布关系中的坐标误差，包括x轴方向误差或/和y轴方向误差。
2.根据权利要求1所述的区域坐标转换方法，其特征在于，所述转换误差是基于以下方法确定的：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定所述每个测试点的点转换参数和最小边界距离；
根据所述点转换参数，获取所述每个测试点在所述目标坐标系的测试坐标；
根据所述测试坐标和所述每个测试点在目标坐标系中的参考坐标，确定所述每个测试点的转换误差。
3.根据权利要求1所述的区域坐标转换方法，其特征在于，所述根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点，包括：
根据所述格网尺寸，在所述待转换区域内确定每个格网区域的格网位置；
根据所述每个格网区域的格网位置和所述控制重叠范围，确定所述每个格网区域的格网控制点。
4.根据权利要求1所述的区域坐标转换方法，其特征在于，所述根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标，包括：
根据所述每个格网区域的格网控制点，确定所述每个格网区域的区域转换参数；
根据所有的区域转换参数，确定所述待转换区域内各点从所述初始坐标系到所述目标坐标系的转换多项式；
根据所述转换多项式和所述待转换区域内任一点在初始坐标系内的初始坐标，确定所述待转换区域内任一点在所述目标坐标系的转换坐标。
5.一种区域坐标转换装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸；所述待转换区域是基于采用所述初始坐标系的遥感影像数据确定的；
第二确定单元，用于根据所述控制重叠范围和所述格网尺寸，在所述初始坐标系中确定所述待转换区域内每个格网区域的格网控制点；
第三确定单元，用于根据各格网区域的格网控制点，确定所述待转换区域内的任一点在所述目标坐标系中的转换坐标；
在所述根据从初始坐标系到目标坐标系的坐标转换的误差空间分布关系，确定所述初始坐标系中待转换区域的控制重叠范围和格网尺寸之前，还包括：
在所述初始坐标系中，将所述待转换区域划分为多个无重叠的子区域，并在所述待转换区域内确定多个测试点；
确定每个子区域的各顶点为所述每个子区域内所有测试点的测试控制点；
利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系；
所述利用所述多个测试点对应的测试控制点，将所述多个测试点转换至所述目标坐标系，确定所述误差空间分布关系，包括：
根据所述待转换区域内的多个测试点和所述多个测试点对应的测试控制点，确定每个测试点转换至所述目标坐标系中的转换误差，以及所述每个测试点在所述初始坐标系中的最小边界距离；
根据所有测试点的所述最小边界距离和所述转换误差，确定从所述初始坐标系转换到所述目标坐标系的误差空间分布关系；
所述误差空间分布关系包括距离误差空间分布关系或坐标误差空间分布关系；
所述坐标误差空间分布关系中的坐标误差，包括x轴方向误差或/和y轴方向误差。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述区域坐标转换方法步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述区域坐标转换方法步骤。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108595455A (zh) * 2017-12-28 2018-09-28 武汉智博创享科技股份有限公司 一种空间数据坐标转换方法及装置
CN108961150A (zh) * 2018-04-11 2018-12-07 西安科技大学 基于无人机影像的自动布控像控点方法
CN109903352A (zh) * 2018-12-24 2019-06-18 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法
CN109917356A (zh) * 2019-03-13 2019-06-21 武汉际上导航科技有限公司 一种机载激光扫描***误差标定方法
CN110388898A (zh) * 2019-06-27 2019-10-29 中国科学院遥感与数字地球研究所 构建虚拟控制点约束的多源多重覆盖遥感影像平差方法
CN111696156A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 北京市测绘设计研究院 一种免控制点的遥感影像坐标转换方法
CN113723055A (zh) * 2021-07-30 2021-11-30 叶红 一种国土资源三调坐标转换***

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109189868A (zh) * 2018-07-02 2019-01-11 广东省地质测绘院 坐标转换的方法、装置、计算机设备和存储介质
US10932080B2 (en) * 2019-02-14 2021-02-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-sensor object tracking for modifying audio

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108595455A (zh) * 2017-12-28 2018-09-28 武汉智博创享科技股份有限公司 一种空间数据坐标转换方法及装置
CN108961150A (zh) * 2018-04-11 2018-12-07 西安科技大学 基于无人机影像的自动布控像控点方法
CN109903352A (zh) * 2018-12-24 2019-06-18 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法
CN109917356A (zh) * 2019-03-13 2019-06-21 武汉际上导航科技有限公司 一种机载激光扫描***误差标定方法
CN110388898A (zh) * 2019-06-27 2019-10-29 中国科学院遥感与数字地球研究所 构建虚拟控制点约束的多源多重覆盖遥感影像平差方法
CN111696156A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 北京市测绘设计研究院 一种免控制点的遥感影像坐标转换方法
CN113723055A (zh) * 2021-07-30 2021-11-30 叶红 一种国土资源三调坐标转换***

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Design and implementation of remote sensing image coordinated interpretation system under web environment;Liu Yu 等;《20 10 International Conference on Computer, Mechatronics, Control and Electronic Engineering》;20101231;第248-250页 *
多重加密格网内插法坐标转换;李旺民 等;《测绘通报》;20201231(第10期);第118-122页 *
海量遥感影像分块逆映射快速坐标转换;范铀 等;《测绘通报》;20171231(第4期);第53-57页 *

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