平面坐标与线性参照系统的转换

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1、平面坐标与线性参照系统的转换余成07260103一、线性参照系统（LinearReferencingSystem）线性参照系统是一系列内业和外业的程序和方法的集合，包括线性参照方法及不同线性参照方法Z间的转换方法。类似于二维或者三维参照系统，它是对象在一维空间屮的位置度量形式和方法。在三维空间参照系统中，物体的位置对以用三维空间直角坐标來表示，也可以用大地坐标经纬度及高程来表示，两种形式之间可以转换。在二维参照系统中，可以用平面直角坐标或者经纬度坐标来表示空I'可位置。同样，在一维空间参照系统也可以有不同的参照方法

2、，并且它们Z间可以相互转换。线性参照系统的功能：1）数据共享。线性参照系统提出了“空间数据与地图相分离”的思想，将运输设施作为发生在拓扑网上的事件，存储在相应的关系数据库中，避免了不同软件对空间数据处理方式的不同和同一软件对空间数据和属性数据处理方式的不同。同时，采用线性参照系统后，空间数据库建立在基线网上，方便地促进不同来源数据间的共享。2）多种定位参照方法的集成。运输管理的不同部门釆用了共同的基线网后，各种定位参照方法就有了共同的定位参照基准，可进行相互转换。定位参照方法间的相互转换包括同一拓扑网上定位参照方法

3、间的相互转换和不同拓扑网间定位参照方法I'可的相互转换。同一拓扑网上定位参照方法间的相互转换可直接在拓扑网的层次上进行；不同拓扑网上定位参照方法间的相互转换须通过基线网进行。3）空间分析。空间分析可在拓扑网的层次上进行。要求的数据分析是基于数据库的操作，可避免传统的GIS所要进行的复杂的图形运算（如线性叠加分析、网络分析等）并能够真正地实现交通中的网络分析功能。采用线性参照系统后，运输信息作为事件存储在相应的事件表中。叠加分析变成了事件表之间偏距的内插计算，采用简单的算法就可求出事件间的交集，得到满足条件的结果。网

4、络分析也可通过连线节点拓扑表，加以一定的算法得以实现。线性参照系统的优点：1）交通地理信息系统需要一个用以的位置参照系统。任何一个路网都有一个位置参照系统：xy坐标参照系统或者线性参照系统。rtr丁•交通信息系统中的事物和事件通常沿交通线性网络分布，采用线性参照系统使得交通地理信息系统能够采用一个统一界面融合各类不同的交通信息数据，简化系统的查询方式。2）线性参照系统能够减轻空间数据输入的工作量。线性参照系统的最大优点是：交通网络中的空间事物或事件（点或线段）不需要用几何形式（即图形化）存储在数据库中，而是以属性形

5、式存在。也就是说，不需要用地图数字化的方式将所有空间信息（如桥梁、沿线旅馆、加油站等）输入数据库，而只需输入线性参照方法所需的数据项（如距离或者地址等）,然后采用动态分段技术来显示这些事物或者事件的空间位置，这样就减少了大量的地图数字化的工作。3）线性参照系统的查询比较灵活，即可以直接通过数据库查询，也可通过空间叠加分析进行查询；一般基于线性参照系统查询过程是这样：如果输入一个XY坐标查询5公里范围内的旅馆，只做一次叠加分析，即叠加XY坐标为中心的圆周与交通网络，然后查询位于网络的旅馆，再通过动态分段方法显示在交通

6、网络屮。线性参照系统的缺点：1）逻辑上的路径不连续；2）交通设施难以唯一定位；3）末端成圈状的道路不能进行唯一的线性表达；4）斜坡难以线性表示。二、平面直角坐标与线性参照系统之间的相互转换在计算机内部模型中，各种来源的数字化图形都是以平面直角坐标的形式运算和存储的，而在交通地理信息系统屮，很多与空间相关的属性信息（如交通事故地点），其都是定位于某种线性参照系统Z中的。因此，为了实现对于空间位置有关的属性细腻地查询和分析,必须实现平面直角坐标与线性参照系统之间的转换。※线性内插法这种方法计算简单、速度快，但是计算误差

7、较大，对于精度要求不高的示意性查询或分析可以使用，计算时将曲线作为折线处理，获取折线角点处及网络结点坐标集片，并将其存入数组，然后进行转换。1）平而直角坐标转换为线性里程坐标首先，判断待转换点P位于网络中哪一条线段上：有待定点与相邻的两个结点构成的两个向量，计算两个向量的模Z和，并判断所有和值屮最小的一个，则此值和对应的两个结点构成的边即P所在的边。P如图所示，从1至力搜索几求得min{

8、PfP

9、+

10、PP/+]

11、},则此时的巴卫注]

12、即为所求边。然后计算P点的线性里程坐标Lp,先计算其在结点边上的相对位置系数“：则

13、有LP=Z（

14、PA+i1）+11耳环1•“m=2)线性里程坐标转换为平面直角坐标首先，判断P点位刊L条结点边匕从丨至朋索,，找到满足-严LpWL叶的匕、然后计算P点的直角坐标，先求其在直角坐标系屮的相对位置系数":ILp—Lp则有p二Pi(“)+卩屮(“)以上式屮，Lp,为匕点的线性里程坐标；无为第i个结点在直角坐标系屮的横坐标；”为相对位置系数。※积分法