arcgis 投影变换与坐标转换研究
arcgis 投影变换与坐标转换
1 ArcGIS中的投影方法
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2 ArcGIS中坐标系统的定义
坐标系统的定义是在不改变当前数据集中特征X Y值的情况下 对该数据集指定坐标系统信息。
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操作方法：运行ArcGIS9中的ArcMap，打开ArcToolBox，打开 Data Management Tools ->Projections and Transformations->Define Projection 项 打开坐标定义对话框。介下来在Input DataSet or Feature Class栏中输入或点击旁边的按钮选择相应的DataSet或Feature Class；在Coordinate System栏中输入或点击旁边的按钮选择需要为上述DataSet或Feature定义的坐标系统。最后点OK键即可。
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例如 某点状shape文件中 某点P的坐标为 X 112.2 Y 43.3 ，且该shape文件没有带有相应的Prj文件，即没有空间参考信息，也不知道X Y 的单位。通过坐标系统定义的操作定义其为Beijing1954坐标，那么点P的信息是东经112.2度 北纬43.3度。
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3 编程实现坐标转换和投影
3.1 矢量数据投影和坐标转换
相关接口 字串4
3.1.1 IGeometry.Project方法 字串4
该方法声明如下 字串1
public void Project (
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ISpatialReference newReferenceSystem 字串7
); 字串1
该方法对实现Igeoemtry的对象进行投影操作, 参数为目标空间参考.以下代码中实现了对Point对象从一个空间参考到另一个空间参考的投影操作:
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//Create Spatial Reference Factory 字串1
ISpatialReferenceFactory srFactory = new SpatialReferenceEnvironmentClass(); 字串3
ISpatialReference sr1;
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//GCS to project from 字串8
IGeographicCoordinateSystem gcs = srFactory.CreateGeographicCoordinateSystem((int)esriSRGeoCSType.esriSRGeoCS_NAD1983); 字串2
sr1 = gcs;
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sr1.SetFalseOriginAndUnits(-180, -90, 1000000); 字串7
//Projected Coordinate System to project into
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IProjectedCoordinateSystem pcs = srFactory.CreateProjectedCoordinateSystem((int)esriSRProjCSType.esriSRProjCS_NAD1983N_AmericaLambert);
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pcs.SetFalseOriginAndUnits(0, 0, 1000);
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ISpatialReference sr2; 字串6
sr2 = pcs; 字串6
//Point to project 字串4
IPoint point = new PointClass() as IPoint; 字串2
point.PutCoords(-117.17, 34.06); 字串1
//Geometry Interface to do actual project 字串5
IGeometry geometry;
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geometry = point; 字串5
geometry.SpatialReference = sr1;
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geometry.Project(sr2);
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point = geometry as IPoint;
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double x;
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double y; 字串3
point.QueryCoords(out x, out y);
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Debug.Print("X: " + x.ToString());
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Debug.Print("Y: " + y.ToString()); 字串9
IGeometry接口的Project
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3.1.2 ITransform2D接口
ITransform2D接口不仅提供了图形平移, 旋转和缩放,还提供了更加强大的坐标转换方法Transform. 其定义如下:（C#语法） 字串3
public void Transform (
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esriTransformDirection direction,
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ITransformation transformation 字串5
); 字串4
在该方法中, 参数direction是转换方向, transformation是一个Itransformation接口, 而Itransformation接口由很多类实现,这意味着不同的实现类,所包含的坐标转换数学公式是不一的, 这里面包括二次多项式转换(AffineTransformation2D), AbridgedMolodensky转换(AbridgedMolodenskyTransformation)等。每一种实现类的转换方法这里不再赘述，可参照ArcObjects联机帮助获得更详细的信息，下面举例来说明该方法的使用：（Delphi 代码）
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procedure Transform_(FromPtColl, ToPtColl: IPointCollection; pGeo as IGeometry);
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var
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pAffineTransformation2D: IAffineTransformation2D;
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ControlPtCnt: integer;
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FormPtArray: array of IPoint; 字串3
ToPtArray: array of IPoint;
字串1
i: integer; 字串5
pTransform2D: ITransform2D;
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begin 字串3
//判断给定的控制点是否合法 字串9
if FromPtColl.PointCount <> ToPtColl.PointCount then
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begin 字串9
//控制点不成对错误 字串5
exit; 字串7
end;
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if FromPtColl.PointCount < 4 then 字串6
begin
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//控制点不能少于4个 字串9
exit; 字串3
end; 字串9
ControlPtCnt := FromPtColl.PointCount;
字串3
SetLength(FormPtArray, ControlPtCnt); 字串3
SetLength(ToPtArray, ControlPtCnt);
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for i := 0 to ControlPtCnt -1 do
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begin 字串6
FormPtArray[i] := CoPoint.Create as IPoint; 字串3
FormPtArray[i].PutCoords(FromPtColl.Point[i].X, FromPtColl.Point[i].Y);
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ToPtArray[i] := CoPoint.Create as IPoint; 字串7
ToPtArray[i].PutCoords(ToPtColl.Point[i].X, ToPtColl.Point[i].Y); 字串6
end; 字串9
//创建 AffineTransformation2D 对象
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pAffineTransformation2D := CoAffineTransformation2D.Create as IAffineTransformation2D; 字串9
//设置控制点信息 字串8
pAffineTransformation2D.DefineFromControlPoints(ControlPtCnt, FormPtArray[0], ToPtArray[0]);
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//转到ITransform2D接口
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pTransform2D := pGeo as ITransform2D;
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//坐标转换
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pTransform2d.Transform(esriTransformForward, pAffineTransformation2D); 字串2
end;
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ITransform接口较Igeoemtry提供了更加丰富的坐标转换方法。
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3.2 影像数据纠正。
影像数据纠正可以通过IrasterGeometryProc接口实现。该接口提供了影像Clip, Filp, Merge, Mirror以及Mosaic等操作。如果通过控制点的方式对影像进行纠正处理可以通过该接口的wrap方法。该方法声明如下:(C#语法)
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public void Warp ( 字串8
IPointCollection sourceControlPoints,
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IPointCollection targetControlPoints, 字串2
esriGeoTransTypeEnum transformType,
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IRaster ipRaster
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);
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参数 sourceControlPoints和targetControlPoint定义了控制点信息, transformType定义了坐标转换方法, ipRaster是需要转换的Raster对象. 以下代码是该接口使用的例子:
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public static void GeoreferenceRaster(IRasterDataset2 rasterDataset, IPointCollection sourcePoints, IPointCollection targetPoints)
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{ 字串1
//this sample show how to georeference a raster using control points 字串7
// sourcePoints: represents source control points
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// targetPoints: represents target control points IRasterGeometryProc rasterPropc = new RasterGeometryProcClass(); 字串9
IRaster raster = rasterDataset.CreateDefaultRaster(); //set the transformatin 字串3
rasterPropc.Warp(sourcePoints, targetPoints, esriGeoTransTypeEnum.esriGeoTransPolyOrder1, raster); //There are two ways to get the georeferenced result: to save the transformation with the input raster dataset 字串5
rasterPropc.Register(raster); //or save to another new raster dataset
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rasterPropc.Rectify(@"c:\temp\georeferencing_output.img", "IMAGINE Image", raster); 字串3
} 字串3
需要注意的是当选择不同的转换类型时(参数transformType取值不同时), 对控制点的对数也有不同的要求. 这个可以参照联机帮助中的详细说明. 字串3
此外, 使用IrasterGeometryProc.Wrap方法, 会略微改变影像图的色彩值, 当对一幅影像图前后转换作对比时会发现这种色彩的变化情况. 字串4
个人认为,ArcGIS
