国家基本比例尺地形图图幅号查询系统的设计.docx

国家基本比例尺地形图图幅号查询系统的设计摘 要图幅号的快速查询对于企业和用户有着广泛的用途。本文介绍了国家基本比例尺地形图图幅号编号旧方法和新方法，通过比较新旧图幅号编号方法的差异，表明了两者在不同比例尺下的转换关系，并且介绍了高斯坐标与大地坐标之间的换算关系，进而可从目标点的高斯坐标推算出该地的图幅号。本文介绍的图幅号查询系统是用Visual C+编程语言设计实现的，重要功能模块包括高斯坐标与大地坐标的转换、经纬度查询新图幅号、大地坐标查询新图幅号、新旧图幅号转换、查询图幅信息等，系统设计界面友好，查询结果准确，可以使得用户方便快捷地查询关于图幅号的信息。关键词：图幅号，查询系统，比例尺AbstractQuick Query map sheet number for businesses and consumers have a wide range of uses. This article describes the basic national scale topographic map sheet number of old and new methods, by comparison between the old and new numbering map sheet number, indicating the relationship between the conversion at different scales, and introduced the Gaussian coordinates of the earths conversion relationship between the land and thus can calculate the map sheet number from the Gaussian coordinates of the target point. Map sheet number inquiry system described in this article is to use Visual C + + Programming Language Design and Implementation of an important function modules include converting the Gaussian coordinates of the earth, the latitude and longitude query new map sheet number, geodetic coordinates query new map sheet number, old map sheet number conversion query map sheet information, system design and friendly interface, query results are accurate, so that the user can quickly and easily query information about the map sheet number.Keywords: map sheetnumber，query system，scale目 录摘 要IABSTRACTI第一章 绪论11.1 地形图图幅号概述11.1.1 地形图分幅与编号11.1.2 图幅号的作用11.2 图幅号查询系统设计意义2第二章 我国地形图图幅号编号方法32.1 国家基本比例尺旧图幅号编号32.2 国家基本比例尺新图幅号编号32.2.1 新图幅编号规则32.2.2 经纬度与图幅号转换关系52.3 新旧图幅号转换关系62.3.1 新图幅到旧图幅的转换62.3.2 旧图幅到新图幅的转换82.3.3 图幅理论面积的计算11第三章 系统设计与实现123.1 系统设计原则123.2 系统设计路线123.3 系统界面123.4 系统功能模块153.4.1 系统功能模块图153.4.2 功能模块代码15第四章 使用说明234.1 编写目的234.2 系统功能234.3 运行说明234.3.1 启动方法234.3.2 查询244.3.3 清除数据264.3.4 保存264.3.5 退出274.4 异常说明27参考文献28致 谢29外文原文30中文翻译4150第一章 绪论1.1 地形图图幅号概述1.1.1 地形图分幅与编号为了保管和使用方便，我国对每一种基本比例尺地形图的图廓大小都做了规定，每一幅地形图给出了相应的号码标志，这就是地形图的分幅与编号。编号将划分的图幅，按比例尺大小和所在的位置，用文字符号和数字符号进行编号。编号是每个图幅的数码标记，它们应具备系统性、逻辑性和唯一性。常用的地图编号有行列式、自然序数式、行列自然序数式和西南角图廓点坐标公里数编号等。地形图分幅有两种方法：一种是矩形分幅，另一种是经纬线分幅。（1）矩形分幅每幅地图的图廓都是一个矩形。适用于小区域地图分幅，易于拼接，主要用于工程建设大比例尺地形图。（2）经纬线分幅（梯形分幅）地图的图廓由经纬线构成。适用于大范围地图分幅，每个图幅都有明确的位置，但不易拼接，主要用于国家基本比例尺地形图。1.1.2 图幅号的作用地形图指的是地表起伏形态和地理位置、形状在水平面上的投影图。具体来讲，将地面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按一定的比例尺缩绘到图纸上。随着计算机技术的应用和发展，许多企事业单位在生产管理中会用到大量的地形图，这些地形图以图号和图名来标识，人们通过查找索引表来找到所需要的图纸。总之，图幅号为了地形图的管理、保存而出现。地图的分幅编号，在地图的生产、管理和使用方面都有重要意义。首先是测制地图的需要，就测制某种比例尺地图而言，按每一分幅地图的范围和图号下达任务，不仅可以避免测制地图过程中遗漏或重复，节资增效，而且还能使所测地图的幅面控制在适当范围内，避免因幅面过大使绘图作业难以操作，影响绘图质量。其次是印制地图的需要，若不分幅，地图幅面过大，一般印刷设备难以满足要求，势必要增加成本，而在复照时会给图面带来较大的边缘误差，影响地图的几何精度。第三是管理和发行的需要，地图分幅编号后，便于分类分区有序地存贮；大小规格一致，易于包装。运输和存放；统一编号，有利于快速检索和发行。第四是用图的需要，快速检索，有利于及时提供，提高工效；图面过大，折叠、携带和展阅都不便，只有将图面控制在一定大小范围内才便于在室内外的应用；分幅可以扩大地图的比例尺，便于更详细地表示各种地理要素，增加地图信息，以便更好地满足社会多方面的需求。1.2 图幅号查询系统设计意义国家基础地形图的使用单位大多已建立了数据库管理查询系统。查询地形图库依据的元素很多，如图名、档案号、图幅号、地区等，但最基本、最便捷的查询元素是坐标和经纬度，只要知道某点的坐标或经纬度，系统便可自动搜寻该点的图幅号，并进行生成。国家基本比例尺地形图分幅编号的技术标准已实施多年，新绘制的地形图已采用新标准编制图幅号，而大量的旧地形图采用的是旧图幅号，新旧图幅号并存的局面将会继续存在较长一段时间。旧图幅号与新图幅号的换算较为烦琐，并且两者之间的转换在生产过程中具有重要意义，如土地二调采用新图幅编号方法，而一调时采用就图幅编号方法，为了调用后者的数据，新旧图幅号转换的实现就很有必要，本文设计的国家基本比例尺地形图图幅号查询系统实现了它们的转换与对照。第二章 我国地形图图幅号编号方法2.1 国家基本比例尺旧图幅号编号（1）1:100万地形图分幅编号1:100万地形图分幅和编号是采用国际标准分幅的经差6、纬差4为一幅图。从赤道起向北或向南至纬度88止，按纬差每4划作22个横列，依次用A、B、V表示；从经度180起向东按经差每6划作一纵行，全球共划分为60纵行，依次用1、260表示。每幅图的编号由该图幅所在的“列号行号”组成。例如，北京某地的经度为1162608、纬度为305520，所在1:100万地形图的编号为J-50。（2）1:50万、1:25万、1:20万、1:10万地形图分幅编号1:50万、1:25万、1:20万、1:10万地形图均以1:100万图为基础分幅、编号。将一幅1:100万地形图分为4幅,图幅经差为3，纬差为2，构成以A、B、C、D为代号的1:50万地形图，如：J-50-A；将一幅1:100万地形图分为16幅，图幅经差为130，纬差为1，构成以1、2、16为代号的1:25万地形图，如：J-50-1；将一幅1:100万地形图分为36幅，图幅经差为60，纬差为40，构成以(1)、(2)、(36)为代号的1:20万地形图，如：J-50-(1)；将一幅1:100万地形图分为144幅，图幅经差为30，纬差为20，构成以1、2、144为代号的1:10万地形图，如：J-50-92；(3)1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5000地形图分幅编号将一幅1:10万地形图分为4幅，构成以A、B、C、D为代号的1:5万地形图，图幅经差为15，纬差为10，如：J-50-92-A；将一幅1:5万地形图分为4幅，构成以1、2、3、4为代号的1:2.5万地形图，图幅经差为730，纬差为5，如：J-50-92-A-1；将一幅1:10万地形图分为8行、8列，共64幅1:1万地形图，分别以(1)、(2)、(64)表示，经差为345、纬差为230，如：J-50-5-(3)；将一幅1:1万地形图分为2行、2列，共4幅1:5000地形图，分别以A、B、C、D表示，经差为152.5、纬差为115，如：J-50-5-(3)-A；2.2 国家基本比例尺新图幅号编号2.2.1 新图幅编号规则1992年12月，我国颁布了国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T139 89-92新标准，1993年3月开始实施。新的分幅和编号方法如下：（一）地形图分幅我国基本比例尺地形图均以1：100万地形图为基础，按规定的经差和纬差划分图幅。在我国范围内（我国没有纬度60度以上的区域，60度以上区域经差纬差与低纬度不同）:每幅1：100万地形图的经差是6度，纬差4度；每幅1：50万地形图的经差是3度，纬差是2度，是将每幅1：100万地形图划分为两行两列，即一幅1：100万地形图包含四幅1：50万地形图；每幅1：25万地形图的经差是1.5度，纬差是1度，是将每幅1：100万地形图划分为四行四列，即一幅1：100万地形图包含十六幅1：25万地形图；每幅1：10万地形图的经差是30分，纬差是20分，是将每幅1：100万地形图划分为12行12列，即一幅1：100万地形图包含144幅1：10万地形图；每幅1：5万地形图的经差是15分，纬差是10分，是将每幅1：100万地形图划分为24行24列，即一幅1：100万地形图包含576幅1：5万地形图；每幅1：2.5万地形图的经差是730，纬差是5，是将每幅1：100万地形图划分为48行48列，即一幅1：100万地形图包含2304幅1：2.5万地形图；每幅1：1万地形图的经差是345，纬差是230，是将每幅1：100万地形图划分为96行96列，即一幅1：100万地形图包含9216幅1：1万地形图；每幅1：5000地形图的经差是152.5，纬差是115，是将每幅1：100万地形图划分为192行192列，即一幅1：100万地形图包含36864幅1：5000地形图。（二）地形图编号（1）1:100万地形图编号1：1 00万地形图编号采用国际1：1 00万地形图编号标准。从赤道算起，每纬差4度为一行，至南北纬88度各分为22行，依次用大写拉丁字母（字符码）A、B、C、V表示相应行号。从180度经线算起自西向东每经差6度为一列，全球分为60列，一次用阿拉伯数字1、2、3、60表示其相应列号。由经线和纬线所围成的每一个小方格为一幅1：1 00万地形图，它们的编号由该图所在的行号和列号组合而成，例如北京所在的1：1 00万地形图图号为J 50。（2）1:50万至1:5000地形图的编号1：50万-1:5000地形图的编号均以1：100万地形图编号为基础，采用行列编号方法。即将1：100万地形图按所含各比例尺地形图的经差和纬差划分成若干行和列，横行从上到下、纵列从左到右按顺序分别用三位阿拉伯数字(数字码)表示，不足三位者前面补零，取行号在前、列号在后的排列形式标记；各比例尺地形图分别采用不同的字符作为其比例尺的代码(参见表格);1:50万-1：5000地形图的图号均由其所在1：1 00万地形图的图号、比例尺代码和各图幅的行列号，共十位码组成。如（图21）图21表21比例尺代码比例尺1:50万1:25万1:10万1:5万1:2.5万1:1万1:5000代码BCDEFGH2.2.2 经纬度与图幅号转换关系（一）已知某点经纬度，计算其编号（1）按下式计算1:100万地形图图幅编号：a=L/4+1 公式2-1b=B/6+31； 公式21式中 -表示商取整； a-1:100万地形图图幅所在纬度带字符码所对应的数字码； b-1:100万地形图图幅所在经度带的数字码； B-图幅内某点的经度； L-图幅内某点的纬度；（2）按下式计算所求比例尺地形图在1:100万地形图图号后的行、列号：c=4/L-(L/4)/L； 公式22d=(B/6)/B+1； 公式23式中： -表示商取整；( )-表示商取余；c-所求比例尺地形图在1:100万地形图图号后的行号；d-所求比例尺地形图在1:100万地形图图号后的列号；B-图幅内某点的经度；L-图幅内某点的纬度；B-所求比例尺地形图分幅的经差；L-所求比例尺地形图分幅的纬差；（二）已知图号计算该图幅西南图廓点的经纬度按下式计算该图幅西南图廓点的经纬度：B=（b-31）*6+（d-1）*B； 公式24L=（a-1）*4+（4/L-c）*L； 公式25式中：B-图幅内某点的经度； L-图幅内某点的纬度；B-所求比例尺地形图分幅的经差；L-所求比例尺地形图分幅的纬差；a-1:100万地形图图幅所在纬度带字符码所对应的数字码； b-1:100万地形图图幅所在经度带的数字码；c-所求比例尺地形图在1:100万地形图图号后的行号；d-所求比例尺地形图在1:100万地形图图号后的列号；2.3 新旧图幅号转换关系2.3.1 新图幅到旧图幅的转换（1）1:100万地形图从新图幅号换算旧图幅号只要在新图幅号行列号之间加连接符-即可，如新图幅号J50，其旧图幅号为J-50；（2）1:50万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:50万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=（x-12）*2+（y-12）+1； 公式26计算结果，m=1时取A，m=2时取B，m=3时取C，m=4时取D；x表示1:50万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:50万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（3）1:25万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:25万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=（x-14）*4+（y-14）+1； 公式27x表示1:25万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:25万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（4）1:10万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=（x-112）*12+（y-112）+1； 公式28x表示1:10万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:10万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（5）1:5万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:5万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=x-12*12+y-12+1； 公式29旧图幅号中的第4组代码1:5万地形图在1:10万地形图的位置代码“n”：n=(x-12)*2+(y-12)+1； 公式210计算结果，n=1时取A，n=2时取B，n=3时取C，n=4时取D；x表示1:5万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:5万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（6）1:2.5万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:2.5万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=x-14*12+y-14+1； 公式211旧图幅号中的第4组代码1:2.5万地形图所在的1:5万地形图在1:10万地形图的位置代码“n”：n=(x+12-12)*2+(y+12-12)+1； 公式212旧图幅号中的第5组代码1:2.5万地形图在1:5万地形图的位置代码“p”：p=(x-12)*2+(y-12)+1； 公式213计算结果，n=1时取A，n=2时取B，n=3时取C，n=4时取D；x表示1:2.5万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:2.5万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（7）1:1万地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:1万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=x-18*12+y-18+1； 公式214旧图幅号中的第4组代码1:1万地形图在1:10万地形图的位置代码“n”：n=(x-18)*8+(y-18)+1； 公式215x表示1:1万地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:1万地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余；（8）1:5000地形图从新图幅号换算旧图幅号旧图幅号中的第3组代码1:5000地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码“m”：m=x-116*12+y-116+1； 公式216旧图幅号中的第4组代码1:5000地形图所在的1:1万地形图在1:10万地形图的位置代码“n”：n=(x+12-18)*8+(y+12-18)+1； 公式217旧图幅号中的第5组代码1:5000地形图在1:1万地形图的位置代码“p”：p=(x-12)*2+(y-12)+1； 公式218计算结果，p=1时取A，p=2时取B，p=3时取C，p=4时取D；x表示1:5000地形图新图幅号中的图幅行号，y表示1:5000地形图新图幅号中的图幅列号。 -表示商取整；( )-表示商取余。2.3.2 旧图幅到新图幅的转换（1）1:100万地形图从旧图幅号换算新图幅号只要在新图幅号行列号之间取消连接符-即可，如旧图幅号J-50，其新图幅号为J50；（2）1:50万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:50万地形图的图幅行号“x”：x=m-12+1； 公式219新图幅号中的第5组代码1:50万地形图的图幅列号“y”：y=(m-12)+1； 公式220m表示1:50万地形图在1:100万地形图中的位置代码；m为A取1，m为B时取2，m=3时取C，m=4时取D；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余；（3）1:25万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:25万地形图的图幅行号“x”：x=m-14+1； 公式221新图幅号中的第5组代码1:25万地形图的图幅列号“y”：y=(m-14)+1； 公式222m表示1:25万地形图在1:100万地形图中的位置代码；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余；（4）1:10万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:10万地形图的图幅行号“x”：x=m-112+1； 公式223新图幅号中的第5组代码1:10万地形图的图幅列号“y”：y=(m-112)+1； 公式224m表示1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余；（5）1:5万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:5万地形图的图幅行号“x”：x=m-112*2+n-12+1； 公式225新图幅号中的第5组代码1:5万地形图的图幅列号“y”：y=(m-112)*2+(n-12)+1； 公式226m表示1:5万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码，n表示1:5万地形图在1:10万地形图的位置代码；计算中位置代码A代表1，B代表2，C代表3，D代表4；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余；（6）1:2.5万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:2.5万地形图的图幅行号“x”：x=m-112*4+n-12*2+p-12+1； 公式227新图幅号中的第5组代码1:2.5万地形图的图幅列号“y”：y=(m-112)*4+(n-12)*2+(p-12)+1； 公式228m表示1:2.5万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码，n表示1:2.5万地形图所在的1:5万地形图在1:10万地形图的位置代码；p表示1:2.5万地形图在1:5万地形图的位置代码，计算中位置代码A代表1，B代表2，C代表3，D代表4；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余；（7）1:1万地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:1万地形图的图幅行号“x”：x=m-112*8+n-18+1； 公式229新图幅号中的第5组代码1:1万地形图的图幅列号“y”：y=(m-112)*8+(n-18)+1； 公式230m表示1:1万地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码，n表示1:1万地形图在1:10万地形图的位置代码； -表示商取整；( )-表示商取余；（8）1:5000地形图从旧图幅号换算新图幅号新图幅号中的第4组代码1:5000地形图的图幅行号“x”：x=m-112*16+n-18*2+p-12+1； 公式231新图幅号中的第5组代码1:5000地形图的图幅列号“y”：y=(m-112)*16+(n-18)*2+(p-12)+1； 公式232m表示1:5000地形图所在的1:10万地形图在1:100万地形图中的位置代码，n表示1:5000地形图所在的1:1万地形图在1:10万地形图的位置代码；p表示1:5000地形图在1:1万地形图的位置代码，计算中位置代码A代表1，B代表2，C代表3，D代表4；x,y不足3位前面补0； -表示商取整；( )-表示商取余。2.3.3 图幅理论面积的计算 公式233其中：A,B,C,D,E 为常数，按下式计算:e2(a2b2)/a2A1+（3/6）e2+（30/80）e4+（35/112）e6+（630/2304）e8B（1/6）e2+（15/80）e4+（21/112）e6+（420/2304）e8C（3/80）e4+（7/112）e6+（180/2304）e8D（1/112）e6+（45/2304）e8E（5/2304）e8式中：a椭球长半轴(单位：米)，b椭球短半轴(单位：米)；L图幅经差(单位：弧度)， (B2B1)图幅纬差(单位：弧度)，Bm（B1B2）/2；S图幅理论面积（单位：平方米）。第三章 系统设计与实现3.1 系统设计原则本系统的设计原则为简洁和准确。简洁要求系统界面友好，用户输入数据方便，系统代码简洁明了，效率高；准确指数据精度高，数据类型采用双精度，并且数据的格式符合国家规范中的要求，查询结果准确无误。3.2 系统设计路线图313.3 系统界面本次图幅号查询系统是用VC+语言设计实现的，在主对话框中添加标签控件，设立四个标签：查询图幅号、查询图幅范围、新旧图幅号转换、关于。每个标签的界面如下：图32查询图幅号界面图33查询图幅范围界面图34新旧图幅号转换界面图35关于界面3.4 系统功能模块3.4.1 系统功能模块图图363.4.2 功能模块代码高斯坐标反算代码：GAOSI:GAOSI(double m1,double m2) /计算椭球参数a=m1;f=m2;b=(1-f)*a;c=a*a/b;ep=sqrt(a*a-b*b)/b;e=sqrt(a*a-b*b)/a;b0=1-3.0/4*ep*ep+45.0/64*mi(ep,4)-175.0/256*mi(ep,6)+11025.0/16384*mi(ep,8);b2=b0-1;b4=15.0/32*mi(ep,4)-175.0/384*mi(ep,6)+3675.0/8192*mi(ep,8);b6=-35.0/96*mi(ep,6)+735.0/2048*mi(ep,8);b8=315.0/1024*mi(ep,8);double GAOSI:jtoh (double w,double w1,double w2) /角度转弧度double q0,q;q0=w+w1/60.0+w2/3600.0;q=q0*pi/180;return q;double GAOSI:htoj (double m0) /弧度转角度double u;u=m0*180/pi*3600;return u;double GAOSI:mi (double m1,int m2) /幂函数double q1=1;int s=1;while (sjtoh(0,0,0.0001)|(lp-l)jtoh(0,0,0.0001)B=Bp;aa=a1p;l=lp;Bp=(m1-fun(B)-funx(B,l)/(c*b0);a1p=a*cos(Bp)/sqrt(1-e*e*sin(Bp)*sin(Bp);lp=(m2-funy(Bp,l)/a1p;fswd=htoj(Bp);fsjd=htoj(lp+m3);新旧图幅号转换代码：void prop3:OnButton1() UpdateData(true);if(m_radio=0) /新图幅转旧图幅m_tf2=m_tf1.Left(1)+-+m_tf1.Mid(1,2);CString str;char *ch; ch=(LPSTR)(LPCTSTR)m_tf1;int m,x,y,n,p;x=atoi(m_tf1.Mid(4,3);y=atoi(m_tf1.