地方坐标系与CGCS2000坐标系转换方法的研究

摘要：本文提出了地方坐标系和国家大地坐标系（CGCS2000）的几种转换方法，结合使用Mapinfo坐标转换软件，并进一步分析转换方法的转换结果，并提出相

应的结论。

关键词：地方坐标系；CGCS2000坐标系；转换方法；验证

引言

在新时期下，想要推动并发展数字地球、数字区域，必须要加强各类信息的

统一整合，加强信息共享度，这就需要结合GIS技术展开多源信息集成，空间坐

标系变换和统一则是实现多元数据统一管理、无缝集成的核心。GIS最为重要的

信息源就是地图（数字地图），在不同区域、不同时间段，其中的各类地图坐标

系也存在着些许差异。我国地图坐标系发展中，在上世纪90年代，我国基本比

例尺地形图主要采用了北京54坐标系、1980西安坐标系两种。而地方为了能够

满足当地城市建设发展需求，通常会构建独立的坐标系（地方坐标系），部分地

区甚至构建了两个及以上的独立坐标系。而如何进行地方坐标系与CGCS2000坐

标系相互转换是需要注意的问题。下文通过CGCS2000坐标系、地方坐标系建立

原理，分析二者的转换关系，并提出多种有效的转换方法。

1.地方坐标系与CGCS2000坐标系之间的关系

我国地形图比例尺中，小比例尺采用了6°分带、大中比例尺采用了3°分带，

均采用了高斯-克吕格投影。构建国家坐标系是以高斯-克吕格投影分带为基础，

并且每个分带都构建了直角坐标系，也就是高斯直角坐标系。结合投影变换规律，投影变形越大证明离中央经线的距离越远。绝大部分地区都难以精准的位于投影

中央带，这就需要结合CGCS2000坐标系进行转换。以黑龙江省大庆市为例，大

庆市辖5区4县，市区所处位置是E124°19'至E125°12'，位于6°分带中的21带，中央经线为E123°；在3°投影带上，主要为42带，中央经线为E126°，其中杜尔

伯特蒙古族自治县还属于41带和42带两个投影带，中央经线为E123°、E126°。

由此可见，大庆市无法精确的在地图上表达空间信息，所以如果不进行坐标转换，则无法满足大比例尺测图要求，工程建设也无法满足工程要求。因此很多城市都

建立了独立的坐标系，在大比例尺地形当中单独使用。

地方坐标系构建，需要结合某地区国家控制点作为原点，通过原点的经线作

为中央经线。通常情况下，是在区域中部、西南角选择原点。地方坐标系与CGCS2000坐标系的关系见图1.

图1 地方坐标系与CGCS2000坐标系关系

2.地方坐标系和CGCS2000坐标系转换方法

对于当今绝大部分城市来说，城市大比例尺地图都是表示地方坐标系，不表

示CGCS2000坐标系（也不表示经纬度）。此类地图数据缺乏通用性，适用范围

局限，也是实现数据融合、发展数字地球的一大阻碍。因此，本文通过对地方坐

标系、CGCS2000坐标系建立原理、二者相互关系的研究，提出了几种坐标系转

换方法，主要有：

2.1直接变换法

如图1所示，地方坐标系与CGCS2000坐标系之间存在着平移、旋转关系，