ArcGIS坐标转换操作实战（反算七参数）
坐标转换一直是空间数据处理里面一个非常重要的内容，特别是目前我国已经全面启用了CGCS2000坐标系统，以往那些54和80的坐标，未来都要统一转换到2000上面，所以很多数据处理的单位和同学，都非常关心坐标转换的问题。
虾神曾经听说地理所的一个大牛有过这样的论点——GIS大部分东西，都能在计算机专业里面找到影子，只有空间参考和投影是属于GIS自己所特有的东西。所以这个东西从来就是非地理专业与地理专业在学习和使用GIS中的一个分水岭（话说虾神作为一个纯粹的计算机专业出身的码农，当年学的时候也很痛苦……地图学原理看了好多遍，才明白了个大概）。
ArcGIS作为世界上应用最广的GIS软件，在投影转换方面的技术已经非常成熟了，但是因为中国特有的国情，导致很多国内特有的东西，他不具备——比如没有内置各种坐标系转换到CGCS2000的转换参数（一些国际特别是北美通用的转换参数，是内置的了），当然，还有国内特有的标准图幅号这种东西……
下面我们来看看，如何进行转换。
首先，转换的原理就不在这里掉书袋了，网络上很多，贴一张图意思一下：
实际上两个不同坐标系之间的转换，就是平移、旋转和比例尺度的的变化。
那么转换的方法，通常在大范围下，都是通过布尔沙沃尔夫七参数来进行转换的，数学原理（此处省略一万字和若干数学公式）……
理论研究的同学请去查阅《地图学原理》一书相关章节，下面进入工程实践操作：
ArcGIS里面，对于同椭球体下面的转换，是不需要任何参数的，比如我用WGS84（wkid:4326）转WGS84 Web Mercator（wkid: 3857），是不需要任何参数的：
但是要是换一个椭球体的话，比如换成cgcs2000，那么就需要定义地理转换参数了，如下：
当然，在新版本（10.4之后）的ArcGIS中，如果你不设定转换参数，也可以强转，只是转完之后，不保证精确度而已，而在比较老的版本里面，不设置转换参数，就直接不允许执行的。
所以，在转换的时候，定义转换参数是非常重要的，下面我们来看看怎么计算并且设定转换参数。
首先贴出公式，数学恐惧症的同学略过：
实际上就是一个七元方程组……好吧，算我没说，我们直接用软件来算。
要计算七元方程式组，就最少需要3个点来进行解算，限于写代码很痛苦，所以我们目前直接采用网上最流行的工具COORD GM来进行计算（有关心算法的，以后有机会再给大家讨论）。
这个神奇的软件如下：（PS：我很喜欢作者设置的这个图标）。
执行流程如下：
首先，准备三组坐标……准备的方法就大家各显身手了，比如用差分GPS去测量……，下面给出的三组模拟坐标，肯定是假的，仅供测试。
其中一组是WGS84的经纬度，一组是CGCS2000 3度分带 117E的投影坐标，我们就用这两组坐标来看看如何反算七参数。
首先，用ARCGIS的同学，要先明确一个问题，就是ArcGIS里面的XY坐标，与传统测量里面的XY坐标，是正好相反的，如下所示：
为什么会这样？因为传统测绘领域（包括OGC标准的GeoJSON里面，都是定义纬度在前，经度在后，原因是纬度的英文单词是latitude，简写为LAT；而经度是longitude，简写为LON……字母排序，你懂的）
明确这个问题之后，进入COORD GM操作时间：
步骤一：在COORD GM中设定要CGCS2000的椭球体参数：
CGCS2000椭球体的参数是公开的，在ArcGIS里面就有，这里只要需要输入长半轴和扁率就可以了
然后开始计算七参数了：
选定好各种参数，注意输入顺序
三组坐标输入完成之后，点击计算，得到结果：
这个就是计算出来的七参数，但是目前在ArcGIS里面还不能直接用，因为ArcGIS里面的单位与COORD里面是不一样的：
其中，ArcGIS里面的选择角度的单位是秒，而COORD里面是弧度；而ArcGIS里面的缩放比例尺用的是标准单位，而COORD里面用的百万分之，所以要进行如下转换：
后面那蓝色的就是可以在直接ArcGIS里面使用的参数了，下面把这些参数设置到ArcGIS中去：
Toolbox里面的投影转换找到创建地理变化：
按照如下信息，输入参数：
点击OK，完成创建
创建完成之后，在你的电脑的如下位置，会生成一个转换的配置文件：
C:用户你的用户名（比如Admin）AppDataRoamingEsriDesktop10.x（ArcGIS的版本）ArcToolboxCustomTransformations
比如我的机器上面，就在这个地方，配置文件的名称就是你设置的转换方法的名称：
下面就可以进行投影转换了：
然后你设置了数据和输入输出坐标系之后，系统会自动找到你设置的地理变换方法：
下面点击OK，完成坐标转换：
下面给出我这里的三组测试坐标系，大家可以用来练习一下：
No.1:
40.420897457099997,116.536157668000001
4476368.246360000222921,460634.908516999974381
No.2：
39.954091684500000,116.018334870999993,
4424893.136629999615252,416114.988767999981064
No.3：
39.834201677400003,116.712166401999994,
4411159.581939999945462,475361.417197000002488
输出结果：
DX=-0.016777
DY=0.033226
DZ=0.031063
WX=-0.0000000034
WY=0.0000000069
WZ=0.0000000064
K=-0.000000007618
ArcGIS参数
XT = -0.016777
YT = 0.033226
ZT = 0.031063
XR = -0.07015968
YR = 0.14238288
ZR = 0.13206528
SD = -0.007618
计算结果如上，如果计算结果一致，就表示你的操作步骤正确了，当然，输入的数值精度小数位不同，结果也会出现细微偏差，这个可以忽略。
