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肛門期的天才 - 測量&空間資訊 | 2007-08-04 | 人氣:28512

拜軟硬體進步之賜,現在拿個手持式GPS導航
是相當稀鬆平常的事,不過還是有所不足
所以小弟利用時間寫了這隻程式
至於原因,看倌們繼續往下看便知分曉。

相關討論同步發表於


引言:

現代台灣地圖只能出現下列座標:
1. TWD67
經緯度 longitude/latitude
二度分帶 2-degree transverse Mercator
2. TWD97/WGS84
經緯度 longitude/latitude
二度分帶 2-degree transverse Mercator

理想狀況是:圖資內含標示4種坐標,以便使用
現實情況是:大多數只標示1、2種,甚至完全沒有。

名詞解釋:
■ TWD67TWD97是2種不同的橢球,具有不同的幾何因子
所以在真實世界中的同一地點,會因為選用來標示的橢球不同
而具有不同的經緯度、坐標。

■ 2度分帶是台灣地區使用的坐標投影方式之一
將橢球坐標(經緯度)利用橫麥卡托投影投影到一平面上
得到平面坐標 N (North)、E (East) (或 Y、X)。


所以當使用導航軟體內建以外的圖資來導航的時候
必須先確認2者的坐標系統是否一致
如果一致,當很輕鬆地把坐標輸進去就可以了
若不一致,得先把該地點的坐標換算到跟導航軟體相同的系統才行。

引言:

■ 導航軟體 PAPAGO 使用2種坐標格式
1、TWD97(WGS84) 經緯度(度、度分秒)
2、TWD67 2度分帶坐標 Y、X(N、E)

■ 手持式GPS裝置回傳之經緯度為 WGS84 經緯度



本程式可以在 TWD67、TWD97 2橢球上進行下列計算
目前僅支援台灣地區,澎湖地區因中央經線不同,將在下一版本支援(已支援)
引言:

1、地圖投影
經緯度 <---> 2度分帶投影坐標
即 TWD67 經緯度 <--> TWD67 平面坐標
TWD97 經緯度 <--> TWD67 平面坐標

2、Datum 轉換 ~ 不同橢球間的轉換
TWD67經緯度 <---> TWD97經緯度
不過台灣地區只使用一組轉換參數處理,可能有5~15m的誤差
高山地區應該會比較明顯。

3、TWD67 平面坐標<---> TWD97 平面坐標作法
TWD67平面坐標<--->TWD67經緯度<--->TWD97經緯度<--->TWD97平面坐標

4、台電電力坐標系統 ~ 窮人的 GPS
很多地方不一定收得到 GPS,不過很多地方都有電線桿、變電箱
台電公司將 TWD672度分帶坐標 使用了一套編碼來標示電桿、變電箱的位置
(詳細作法請參考 積丹尼網站、上河文化)



下載PC版檔案

下載PDA版檔案
引言:

程式計算結果:

分頁1、經緯度
■ 輸入之經緯度為TWD97經緯度--->TWD97 TM2
■ 輸入之經緯度為TWD67經緯度--->TWD67 TM2
■ 輸入之經緯度為TWD97經緯度--->TWD67經緯度--->TWD67 TM2
■ 輸入之經緯度為TWD97經緯度--->TWD67經緯度--->TWD67 TM2

分頁2、X、Y坐標
■ 輸入坐標為TWD97 TM2--->TWD97經緯度--->TWD67經緯度--->TWD67 TM2
■ 輸入坐標為TWD67 TM2--->TWD67經緯度--->TWD97經緯度--->TWD97 TM2

分頁3、電力坐標系
■ 輸入台電電線桿、變電箱編號--->TWD67 TM2--->TWD67經緯度--->TWD97經緯度--->TWD97 TM2

各個分頁、滑鼠移至計算結果畫面上點擊2下,可以從 Google Map 上瀏覽TWD97地點
(輸入的經緯度、TM2坐標有 TWD67/97 2種可能,目前暫時不顯示TWD67地點)


2007/10 PC、PDA同步再改版
1、修正金門地區電力坐標化算
(別問我怎麼做的!這種暴力法若給老師知道,可能會把學分要回去)
2、金門地區化算結果有一定的品質之前,暫時關閉其他項目顯示

2007/09 PC、PDA同步再改版
1、支援金門地區電力坐標化算(感謝 millerliu、chiahuaw 熱情贊助)
(精度分析如第37、47帖,我怕話說得太早,還是等他們的好消息吧)
2、馬祖部份因為積丹尼先生尚未參透,暫不支援
3、至此幾何計算部份應初步完成,可陸續發展各種檔案交換格式供導航軟體匯入。

2007/09 PDA版釋出
1、支援 Windows Mobile
2、為 Native Code,目前提供 Arm(4) CPU 版本
如果有使用其他CPU的朋友請告知,再另行編譯

2007/08 小改版
1、支援澎湖地區2度分帶投影
2、增加 度分秒 顯示



以下為 2.0 版,原 1.0 版有其好用之處,保留不移除



下載 PC 2.0版檔案
引言:

0、轉換方式與1.0版完全相同(沒有比較準的問題)
1、支援台、澎、金門電力坐標計算
2、更新GUI,任意設定地區、角度單位
3、批次轉換、輸出檔案功能
4、支援輸出 Garmin GPS exChange Format (*.gpx)
(可在MapSource上匯入,但是如何在Garmin上使用我不會,歡迎提供教學)
5、支援輸出 PaPaGo WayPoint Format
6、Google Maps 航點顯示加強


2008/09 2.0 版第1次釋出
話說隔了快一年才更新,但穩定也是一種優點
初次完成,有錯誤歡迎提出。

未來走向:目前功能應該蠻齊全的,沒有新的功能需求下,會研究朝Web Service發展
至於PDA版就是要操作簡單,是否有必要更新?再看看。



下一版功能預計新增:
1、支援澎湖地區2度分帶投影
2、支援馬祖地區電力坐標計算
3、航點轉Google Earth (KML)格式
4、航點轉Waypoint+ Files (TXT)格式
5、加強 Google Map 顯示(加入顯示TWD67系統之地點)
6、支援 UrMap 顯示
7、PDA版本期待中


ps.參考資料
一個近距離的典範

積丹尼網站
電力座標與2度TM座標的關係
Taiwan 衛星定位系統 GPS and 座標轉換 TWD67, TWD97, WGS84 coordinate transformations

上河文化
電力坐標系統解讀
大地坐標系統與2度分帶坐標

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發表者
樹狀展開
  • 管理員

 Re: [軟件放送] TWD67/97坐標轉換器(含台電坐標)

金門本島電力坐標計算範例,編碼:HD0156HD3215

chiahuaw 大大敘述的電力箱位置:
「大學路」和「環島北路」交叉的路口旁。
那邊是個T字型的路口,那個電力設備(電力箱的樣子)就在環島北路旁,正對著大學路。
註:大學路是通往金門技術學院的。

chiahuaw 大大由 Google Map 約略抓取的 經緯度
(118.327378,24.445369)
millerliu大大由 圖資 約略定位的 TM2
(2704450,181400)
換算TWD67經緯度
( 118.19'30",24.26'30" )(度分秒)
( 118.325000,24.441667 )(度)

計算結果如下:
參照:

電力坐標 轉 TWD67 UTM
UTM:( 634231 , 2704125 )

TWD67 UTM 轉 TWD67 經緯度
經緯度:( 118.1927 , 24.2641 )(度分秒)
( 118.324237 , 24.444801 )(度)

TWD67 UTM 轉 TWD67 TM2
TM2:( 181483 , 2704461 )
------------------------------------------------------------

TWD67 UTM 轉 TWD97 經緯度
經緯度:( 118.1956 , 24.2635 )(度分秒)
( 118.332441 , 24.443170 )(度)

TWD67 UTM 轉 TWD97 TM2
TM2:( 182315 , 2704267 )

分析:經度差達秒,緯度差達10秒

1、T字路口的寬度會影響電力箱位置,因其位於「交叉的路口旁」
2、Google Map 金門地區的影像是衛星拍的,影像解析度非常有限
(與衛星影像的空間解析度及影像處理降階的情形有關)
3、由圖資量取該電箱的位置精度,涉及圖資的精度(比例尺)、人工量測精度
及主觀認定的電力箱位置
4、當原始資料就無法提供足夠的精度,再怎麼後處理都是無效的
如、2位大大練成火眼金睛,並且量測N次取平均,該點精度仍改善有限
5、較客觀的方法是拿著「準」的GPS定位,與程式計算結果比較-->目前未知
6、好消息是「程式不必再改了!!」~因為做到這裡,小弟也沒步了
7、另一個好消息是結果仍有參考價值:
小弟認定的導航,並非結果就在點位上,而是把人帶到附近...我們的眼睛看得見!

結論是金門還是可以用滴~

 
  • 管理員

 基石資料庫轉換

「基石資料庫轉換」那篇工程不小,小弟花了點時間吸收
才知道衛星中心把個位數坐標值給閹掉了,是因為國安還是更準的要$吧!

1、TWD67、97 2橢球size原本就不一樣了
所以轉換一定會有變形,變形的多寡....
又和轉換的模式(6、7...參數),從哪裡著手轉換(經緯度、2度TM坐標)有關
常見的作法全台灣使用一組參數
但是不同區域會有不同變形量發生。

2、計算轉換參數的時候,需要有共同點(同時具有67、97坐標)
當然這些坐標是在不同時期去測量的,原本就存在變遷的可能(如、地殼變動)
再來是不同時期的測量技術不一,點位也許會有精度不均或......的情形
那把比較不良的測量成果和比較良的成果拿來建立轉換關係,又有一些變數...

3、在計算轉換參數的時候,將點位在2坐標系間轉換 A-->B'、B-->A'
A、A'、B、B' 一定會不一樣
重點是差值應該落在一個合理的範圍(sorry,數學講的很感性)
超出太多的點位會被去除(是偶然誤差還是變形太大)
目標是使「點群」(參與計算參數的共同點們)所負擔的改正量平方和為最小(最小二乘法)
諸多因素的考慮之後,得到一組轉換參數
如果發現某點轉換後誤差值很小,不必太高興
因為它很可能就是參與計算的共同點,它的變形被轉換參數吸收了一些。

4、上述所提的諸多考慮...不同人做起來是不一樣,牽涉到經驗、對測量背景、實地的瞭解...
在不同區域有不同的變形,所以計算轉換參數誰也不敢推翻誰。
這組轉換參數在某一點位轉換後的效果如何?只有到現場才知道吧!

上述是台灣本島只使用一組參數,聽起來變形比較大
所以有以區域計算轉換參數的作法,可用在區域圖資套疊的時候
原理跟上述作法相近,可以把全台切割為許多網格,分別計算該網格範圍內的參數
這樣子轉換參數又由網格大小決定了。

國土測繪中心(原土地測量局)只就台灣本島做區域網格式TWD67、97轉換

ps.講的不嚴謹,也可能有誤漏,請各位不吝指教。但希望這裡沒老師在看

 
 

 引用一些資料及座標轉換軟體

PDA版程式中,少了TWD67、97經緯度轉wgs84(經緯度)
東經: 121°37'14.4" 北緯: 25°2'45.5"格式
可以增加嗎?謝謝。

 
 

 回覆: 基石資料庫轉換

Michaeljoking:

http://wiki.osgeo.org/wiki/Taiwan_datums
是近來蒐集及網友共同計算出來的轉換參數, 當然也以67, 97共同點驗證精確度, 不妨將您的台灣地區參數改以七參數轉換, 澎湖地區以三參數轉換, 金馬地區暫時不動吧. 很想分享若干官方程式給你, 不知道你可有興趣? 來信吧: millerliu@gmail.com


Miller

 
 

 回覆: 引用一些資料及座標轉換軟體

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