Добавление местной координатной системы в GIS
Введение
Под местной системой координат (МСК) будет подразумеваться так называемая «городская» система, построенная независимо от государственной системы (ГСК) и включенная в неё заданием ключей перехода к СК-42 или СК-63. МСК крупных территорий, сравнимых с размерами субъектов Федерации, не являются предметом данной статьи, поскольку относятся к классическим картографическим проекциям.
Постановка задачи
Некоторые программы позволяют реализовать работу в МСК непосредственно. Так, в MapInfo любая проекция может быть дополнена аффинным преобразованием. ArcGIS в качестве МСК предлагает локальную проекцию: аналог ортометрической проекции на эллипсоиде, дополненный разворотом и масштабированием.
Другие программы, включая QGIS, работают только с «обыкновенными» проекциями, не допуская дополнительных геометрических преобразований. Задача статьи — показать, как сконструировать проекцию, позволяющую работать в МСК в таких средах, как QGIS или, скажем, бортовой софт приёмников GARMIN.
В качестве рабочей среды будем использовать командную строку UNIX. Это идеальный инструмент для экспериментирования, позволяющий непринуждённо сочетать PROJ.4, findkey и утилиты обработки текстовых потоков awk, pr.[1]
Подготовка данных
Тестовый пример основан на сгенерированных данных. В таблице X, Y — координаты пункта в государственной системе (ГСК), а именно в седьмой зоне СК-42, x, y — координаты в местной системе (МСК), p — вес пункта.
| ID | X | Y | x | y | p |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7383477.64 | 6087377.60 | 1334.71 | 285.94 | 1.0 |
| 2 | 7382557.14 | 6081916.51 | 563.67 | −5197.34 | 1.0 |
| 3 | 7386610.19 | 6088160.39 | 4444.27 | 1153.79 | 1.0 |
| 4 | 7381962.05 | 6090016.34 | −252.07 | 2881.90 | 1.0 |
Подготовим файл исходных данных data0.dat:
1 7383477.64 6087377.60 1334.71 285.94 1.0 2 7382557.14 6081916.51 563.67 -5197.34 1.0 3 7386610.19 6088160.39 4444.27 1153.79 1.0 4 7381962.05 6090016.34 -252.07 2881.90 1.0
Убедимся в однородности данных обоих каталогов. Для этого вычислим параметры конформного преобразования:
$ findkey data0.dat key0.dat var0.dat
Сами по себе параметры нас не интересуют. Гораздо интереснее невязки, выведенные в файл var0.dat:
1 … -0.002 -0.001 2 … -0.017 0.013 3 … 0.031 0.017 4 … -0.012 -0.029
Малые значения невязок говорят о том, что данные достаточно хороши, чтобы с ними работать.
Пересчитаем координаты из ГСК в долготу/широту:
$ awk '{print $2, " ", $3}' data0.dat | proj -I -f "%.9f" +proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=39 +k=1 +x_0=7500000 +y_0=0 +ellps=krass > pt_longlat.dat
Команда awk извлекает из файла data0.dat вторую и третью колонки и передаёт их утилите proj, которая пересчитывает координаты из седьмой зоны СК-42 в долготу/широту и записывает результаты в файл pt_longlat.dat:
37.183749701 54.896961118 37.171630976 54.847714659 37.232243035 54.904709276 37.159058387 54.920296878
- ↑ Команды примера воспроизводятся в среде MinGW, что входит в состав QGIS под MS Windows. Две особенности:
- нужно заменить команду awk на gawk, или лучше в системе определить awk через gawk;
- после некоторых команд (proj, pr) придётся добавить в пайп команду удаления лишних символов CR:
| tr -d '\r'