依据相同点在不同坐标系下坐标,计算转换参数(尺度因子、平移参数,旋转参数),并以此参数运用七参数法计算不同空间直角坐标系下坐标转换,c#,vs2019,详细注释代码,附带计算实例

时间: 2024-03-09 22:46:24 浏览: 18
这是一个比较复杂的问题,需要涉及到一些数学和地理信息相关的知识。以下是一个简化的示例代码,供你参考: ```csharp using System; namespace CoordinateTransformation { class Program { static void Main(string[] args) { // 定义转换前后的坐标 double[] xy1 = { 500000, 4000000 }; // 坐标系1下的坐标 double z1 = 100; // 坐标系1下的高程 double[] xy2 = { 600000, 5000000 }; // 坐标系2下的坐标 double z2 = 200; // 坐标系2下的高程 // 计算转换参数 double[] scale_rotation_translation = CalcParameters(xy1, z1, xy2, z2); // 输出转换参数 Console.WriteLine("尺度因子:{0}", scale_rotation_translation[0]); Console.WriteLine("X方向平移参数:{0}", scale_rotation_translation[1]); Console.WriteLine("Y方向平移参数:{0}", scale_rotation_translation[2]); Console.WriteLine("Z方向平移参数:{0}", scale_rotation_translation[3]); Console.WriteLine("X轴旋转参数:{0}", scale_rotation_translation[4]); Console.WriteLine("Y轴旋转参数:{0}", scale_rotation_translation[5]); Console.WriteLine("Z轴旋转参数:{0}", scale_rotation_translation[6]); // 根据七参数法计算转换后的坐标 double[] xy2_transformed = TransformCoordinates(xy1, z1, scale_rotation_translation); // 输出转换后的坐标 Console.WriteLine("转换后坐标:X={0}, Y={1}, Z={2}", xy2_transformed[0], xy2_transformed[1], z2); Console.ReadKey(); } // 计算转换参数 // 参数说明: // xy1: 坐标系1下的横纵坐标 // z1: 坐标系1下的高程 // xy2: 坐标系2下的横纵坐标 // z2: 坐标系2下的高程 // 返回值: // double[]:尺度因子、X/Y/Z方向平移参数和X/Y/Z轴旋转参数 static double[] CalcParameters(double[] xy1, double z1, double[] xy2, double z2) { // 定义转换前后的坐标 double x1 = xy1[0]; double y1 = xy1[1]; double x2 = xy2[0]; double y2 = xy2[1]; // 计算平移参数 double dx = x2 - x1; double dy = y2 - y1; double dz = z2 - z1; // 计算尺度因子 double scale = Math.Sqrt(Math.Pow(dx, 2) + Math.Pow(dy, 2)) / Math.Sqrt(Math.Pow(x1, 2) + Math.Pow(y1, 2)); // 计算旋转参数 double rz = Math.Atan2(dy, dx); double sin_rz = Math.Sin(rz); double cos_rz = Math.Cos(rz); double rx = Math.Atan2(dz * sin_rz, y1 * cos_rz + x1 * sin_rz); double ry = Math.Atan2(y2 - y1 * scale * cos_rz - x1 * scale * sin_rz, x2 - x1 * scale * cos_rz + y1 * scale * sin_rz); // 返回转换参数 return new double[] { scale, dx, dy, dz, rx, ry, rz }; } // 根据七参数法计算转换后的坐标 // 参数说明: // xy1: 坐标系1下的横纵坐标 // z1: 坐标系1下的高程 // scale_rotation_translation: 尺度因子、X/Y/Z方向平移参数和X/Y/Z轴旋转参数 // 返回值: // double[]:坐标系2下的横纵坐标 static double[] TransformCoordinates(double[] xy1, double z1, double[] scale_rotation_translation) { double x1 = xy1[0]; double y1 = xy1[1]; double scale = scale_rotation_translation[0]; double dx = scale_rotation_translation[1]; double dy = scale_rotation_translation[2]; double dz = scale_rotation_translation[3]; double rx = scale_rotation_translation[4]; double ry = scale_rotation_translation[5]; double rz = scale_rotation_translation[6]; double x2 = (scale * (x1 * cos(rz) + y1 * sin(rz)) + dx) * cos(rx) + (scale * (y1 * cos(rz) - x1 * sin(rz)) + dy) * sin(rx) + (scale * z1 + dz) * (-sin(ry) * sin(rx) + cos(ry) * cos(rx) * sin(rz)); double y2 = (scale * (x1 * cos(rz) + y1 * sin(rz)) + dx) * -sin(rx) + (scale * (y1 * cos(rz) - x1 * sin(rz)) + dy) * cos(rx) + (scale * z1 + dz) * (sin(ry) * cos(rx) + cos(ry) * sin(rx) * sin(rz)); return new double[] { x2, y2 }; } // 辅助函数:计算正弦值 static double sin(double angle) { return Math.Sin(angle); } // 辅助函数:计算余弦值 static double cos(double angle) { return Math.Cos(angle); } } } ``` 上述代码中,我们定义了一个 `CoordinateTransformation` 的命名空间,其中包含一个 `Program` 类,该类包含一个 `Main` 方法,用于执行程序。 在 `Main` 方法中,我们定义了转换前后的坐标、尺度因子、X/Y/Z方向平移参数和X/Y/Z轴旋转参数。其中,坐标点需要根据实际情况进行设定,而转换参数需要通过 `CalcParameters` 方法进行计算。 在 `CalcParameters` 方法中,我们根据公式计算出尺度因子、X/Y/Z方向平移参数和X/Y/Z轴旋转参数,并将这些参数打包成一个数组返回。 在 `TransformCoordinates` 方法中,我们根据七参数法计算出转换后的坐标。具体计算过程可以参考上面的代码注释。 最后,我们输出转换参数和转换后的坐标,以便进行对比和验证。 这只是一个简单的示例代码,具体的实现还需要考虑一些细节问题,如精度控制、坐标系定义等。如果需要进行更为复杂的坐标转换,建议使用专业的地理信息系统软件或者库函数实现。

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