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2024年2月6日发(作者：)
第19卷 第4期 中 国 水 运
Vol.19
No.4
2019年 4月
China Water Transport
April
2019
基于ArcGIS Engine实现MVCF格式数字海图投影文件的恢复
黄晓琛，李改肖，彭认灿，董 箭
（海军大连舰艇学院 军事海洋与测绘系，辽宁 大连 116018）
摘 要：MVCF（Military Vector Chart Format）格式数字海图具有数据结构简单、无拓扑关系描述、采用图面坐标记录地理空间要素等特点，被广泛应用于纸质海图的生产及数字海图的交换过程。然而，MVCF格式数字海图的图面坐标特性决定了其在数据交换及空间分析等应用领域存在一定的投影转换局限。为此，本文利用MVCF格式数字海图包含的控制文件信息，对海图图面坐标进行投影坐标转换，结合ArcGIS Engine组件平台，提出了MVCF格式海图投影文件的定义方法，实现了海图图面坐标与经纬度坐标间的自动转换，为MVCF格式海图在数据交换及空间分析领域的正确应用提供了技术基础。
关键词：MVCF；海图投影；文件坐标转换
中图分类号：P282.2 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）04-0068-03
一、引言
MVCF格式海图是当前海军出版社纸质海图（以下简称部版海图）的原始数据存储的主要格式。MVCF数字海图格式以ESRI公司的Shapefile格式为内核，将海图诸要素的几何特征及属性信息存储在21个图层，46个Shapefile文件中。但Shapefile仅包含基本的图形文件（.shp）、图形属性索引文件（.shx）、属性信息文件（.dbf）。作为当前我国海洋环境信息重要载体的海图，由于投影文件（.prj）的缺失，对于单一图层而言，普通用户在ArcGIS软件中加载MVCF格式海图时只能获取图上要素的图面坐标位置，无法得到要素准确的经纬度坐标；对多个图层而言，有时会出现各图层加载时错位的情况，以上问题的存在极大地限制了其在空间分析领域的应用，因而也降低了MVCF格式海图的应用价值。
二、地图投影原理及以往解决办法
MVCF格式文件的投影信息是以文本的形式存储在图幅文件夹的文件中的。因为航海图绝大多数采用的是墨卡托投影，所以在该文件中记录的与数学基础有关的信息包括投影类型、参考系、基准纬线以及东西南北四个图廓对应的经纬度。以往专业人员在通过使用MVCF格式获取某一海区信息遇到该问题时，往往采用的是投影反解的方法，即由图幅上的平面坐标，根据墨卡托投影公式，反解出经纬度坐标。墨卡托投影的坐标公式如下：
eπB1esinB2 （3）
lnU=lntan+421+esinB式中r0为该海图基准纬线B0处的纬线圈半径；lnU为等量纬度；e为参考椭球第一偏心率；B为纬度，I为经度。
在MVCF格式海图中记录的是要素的图面坐标，具体计算公式为：
x=μ0r0lnUlnUS （4）
y=μrll00W其中lnUS为南图廓线的等量纬度；lW为西图廓线的经度；μ0为海图的主比例尺。
显然根据图面坐标容易求得对应点的经度和等量纬度，但由等量纬度反求出纬度却是一个超越方程，只能用迭代逼近的方式求得近似解。该方法的缺点一是需要逐点反解经纬度，速度慢、效率低，二是墨卡托反解的运算，仍并未建立Shapefile的.prj文件，对于需要加载多个图层进行的空间分析的用户而言，这样的Shapefile文件显然是不能满足要求的。
三、实现方法
对MVCF格式海图投影恢复的流程主要分为空间校正、定义投影、显示设置三部分，以下为对各步骤的具体介绍。
1．空间校正
由（1）式和（4）式易得，图面坐标与标准墨卡托坐标（标准墨卡托坐标为以赤道为x轴原点，以本初子午线为y轴原点的墨卡托投影平面坐标）间是以x=r0lnU （1）
y=rl0其中
μ0为比例系数的相r0=acosB01e2sin2B0 （2）
似变换关系。因此可通过相似变换完成从图面坐标到标准墨卡托坐标的转化。具体实现方法如图所示：
收稿日期：2018-12-08
作者简介：黄晓琛（1994-），男，山东枣庄人，海军大连舰艇学院硕士生，主要研究方向为海图制图理论与技术。
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