按方位提取高程数据的方法
1. 問題的描述
根據經過Lambert變換后顯示的地圖設置方位,以正北方向為零度,順時針旋轉的角度為相應的方位角。以站址為中心,沿相應的方位提取高程數據,形成某指定方位的隨距離變化的高程數據。所獲得的高程數據尚未考慮地球曲率的影響,為引入地球曲率的影響,則需要數據進行相應的坐標變換,以獲得按站址坐標系描述的高程信息。
2. 沿方位的采樣點坐標的選取
假設屏幕顯示區域的像素數為,所對應的距離范圍為?km,站址位于顯示區域的中心。考慮方位方向上的采樣點的提取。
由上述參數可見,方向上的每個像素代表的距離為?km/pixel,方向上的每個像素代表的距離為?km/pixel。根據參數、和確定步進長度
所以,沿方位的第()個點的坐標為
根據獲得的坐標經過逆Lambert變換可獲得該點的經緯度,再利用其經緯度獲取SRTM3中的高程值,這樣就獲得了坐標所對應的大地坐標。
3.?大地坐標到站址坐標的變換
?大地坐標到站址坐標的變換需要借助地心地固坐標系(Earth-Centered,?Earth-Fixed,ECEF)的中介。ECEF坐標系是一種以地心為原點的地固坐標系,是一種笛卡兒坐標系。原點 O (0,0,0)為地球質心,軸與地軸平行指向北極點,軸指向本初子午線與赤道的交點,軸垂直于平面(即東經90度與赤道的交點)構成右手坐標系。
大地坐標到ECEF坐標系的變換關系
式中,為地球第一偏心率;?m為地球長半軸;?m為地球短半軸;為卯酉圈半徑。ECEF坐標系中的單位為 km。
ECEF坐標系轉換為站址(ENU,東北天)坐標系。假設站址的大地坐標為,對應的ECEF坐標,則變換關系為
ENU坐標系中的單位為 km。通常會將的單位變換為 m。
4.?特定方位的高程變化曲線
- 不考慮地球曲率的影響:橫軸距離為,單位為km,縱軸為高程,單位m,應該是大地坐標中的,單位為m。
- 考慮地球曲率的影響:橫軸距離為,單位為km,縱軸為高程,應該是ENU坐標系中中的,單位為m。
總結
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