同じように定義されたCRS間のProj.4 / GDAL / QGIS変換

私は、オープンソースソフトウェアがオーストラリアの新しいデータを適切に処理できるように支援しています。GDA2020プロジェクトの詳細については、ICSMのWebサイトを参照してください。

現在、QGISにはGDA2020の定義が含まれていますが、GDALを介して理解しています。

GDA2020座標参照系の例は次のとおりです。

+proj=utm +zone=55 +south +ellps=GRS80 +units=m +no_defs

GDA94 CRSを見ると、次のように定義されています。

+proj=utm +zone=55 +south +ellps=GRS80 +towgs84=0,0,0,0,0,0,0 +units=m +no_defs

ご覧のとおり、これらは非常によく似ています。

現在、2つのCRSはまったく同じように定義されていますが、GDA94からGDA2020では、北東に約1.5 mの座標のシフトがあります。（NTv2形式のグリッドシフトファイルがあり、間もなく準備が整い、正確な変換が可能になりますが、それはこの質問の目的ではありません。）

あなたはGDA94とGDA2020の間で変換する場合でも、今 QGISを使用して、座標系に変化はありません。それは本質的にそれを異なって分類するだけです。

GDA94とGDA2020の間のデフォルトの変換（ただし不完全）である、Proj.4または他のオープンソースツールに実装された単純な7パラメーター変換が必要ですか？

それとも、ツールが常に変化しないということですか？

これはどのように処理する必要がありますか？

（そして、グリッドを使用した変換が理想的であり、これはこのQGISプラグインを含むいくつかの方法で処理されることを再度述べておきます。）

EPSGデータベースでGDA94CoordinateTransformation を検索すると、次の結果が得られます。

• EPSG:1150すべてゼロの値を持つWGS84（1）への変換コードGDA94
• EPSG:8048@ user30184によって7つの値が指定されたGDA94からGDA2020への変換コード（1）

そのため、新しいグリッドシフトが公開されるまで、GDA2020のモデルをWGS84に（標識とユニットに注意してください！）これにより、新しい変換コード番号が取得されます。

現在、トランスフォーメーションコードEPSG:8049ITRF2014からGDA2020（1）への変換があり、両方とも今のところ同等であり、年間の値が増加しています。したがって、ITRFの時間枠についても取り上げることができます。

あなたは尋ねました：

GDA94とGDA2020の間のデフォルトの変換（ただし不完全）である、Proj.4または他のオープンソースツールに実装された単純な7パラメーター変換が必要ですか？それとも、ツールが常に変化しないということですか？これはどのように処理する必要がありますか？

http://www.icsm.gov.au/gda2020/faq.htmlのFAQは、次のように説明しています。

次の製品が利用可能になります。

• 広く使用されているCanadian National Transformationsバージョン2（NTv2）形式の2D変換および歪みグリッドファイル
• 7パラメータの類似性（ヘルメット）変換
• 3D変換グリッドファイル—形式はまだ決定されていません。

プレートモーションモデルまたは14のパラメータ類似性変換のいずれかを使用して、GDA2020とITRF2014の間のデータセットの変換をサポートする値も公開されます。

この情報は、変換パラメータをソフトウェアおよびファームウェアに組み込む前に、世界中の空間ソフトウェアおよびハードウェアプロバイダーによって参照されるEPSG Geodetic Parameter Registryに直接提供されます。

ICSMが7つのパラメーター類似度変換パラメーターを公開したら、それらを次のように使用できます。

+ proj = utm + zone = 55 + south + ellps = GRS80 + towgs84 = [新しいパラメーター] + units = m + no_defs

すでにhttp://www.icsm.gov.au/gda2020/InterimReleaseNoteV1.0.pdfで公開されているようです。

61.55、-10.87、-40.19、-9.994、-39.4924、-32.7221、-32.8979

これらの+ towgs84パラメーターで試してみることができますが、Proj.4では一部のパラメーターが逆符号で必要になる場合があることを覚えています。

パラメータが正式に利用可能になったときにProj.4チケットを作成すると、Proj.4での処理速度が向上しますが、EPSGデータベースが更新され、Proj.4がその新しいデータベースの使用を開始すると、変更が自動的に行われる場合があります。GDA2020がEPSGデータベースにどのように実装されるか、新しいアルゴリズムが必要かどうか、またはtowgs84パラメーターを追加するだけの問題かどうかによって、多少異なります。

TLDR：同じではありません。報告された同等性は近似の結果であり、限られた状況でのみ当てはまります。GDA94 / 2020座標は、異なるデータムと参照フレームで定義されます。それらの間の適切な変換は、必要な精度のレベルによって異なります。

ここでの問題は、proj.4が2つのCRS（座標参照系）を同じであると正しく報告するという質問の仮定です。そうではありません。引用されたproj.4文字列は、CRS定義ではありません。それらはCRS定義から生成され、proj.4文字列は全体像ではありません。EPSGレジストリ定義は、実際に何が起こっているのかを理解するために必要な追加情報を提供します。

これは、WGS-84が「グローバルな」データムであり、歴史的にproj.4がデータム間を変換する際の仲介役として使用するという世界観に由来しています。実は、WGS-84はITRF参照フレームの変更と再調整され、そこからGDAも派生しているため、数年ごとに再定義されます（現在はG1762にあり、ITRF-08に調整されています）。

これにより、これらのショートカットと仮定がprojの動作に組み込まれましたが、最近のバージョンではこれが変更され始めています。

参照フレームへの変更の影響を追跡すること、およびそれらが変更されたときにコンシューマーGPSの精度が5mを超えていても大したことではありませんでしたが、時間は変化し、サブメートルの精度ではそれらを適切に考慮する必要があります。

したがって、質問に答えるには、GDA94とGDA2020 CRSがどのデータムと参照フレームに基づいているかを追跡し、利用可能な変換を確認する必要があります。

• EPSG:7844 GDA2020 2D Geographic CRS（Lat / Lon）、から
• EPSG:7843 GDA2020 3D Geographic CRS（L / L / H）、から
• EPSG:7842 GDA2020 3Dジオセントリック（ECEF X / Y / Z）、すべて使用
• EPSG：1168（データム） -オーストラリアの地心データ、2020

EPSG：1168は、そのアンカー参照フレームを定義します。

• アンカーの定義：ITRF2014（エポック2020.0）
• 実現時代：2020-01-01

GDA94に対して同じことを行うと、参照フレームはITRF92であり、1994/01/01に位置合わせされていることがわかります。

ITRF02 / 14とGDA94 / GDA2020のデータ間で変換する場合、データムは調整され、それらの間の変換はエポック調整日null のみになります。それは本質的にそれらのproj文字列が言っていることです。便宜上、保存する座標を常に変更する必要がないので、数年ごとにそれらの間のドリフトを段階的に変更して、ある程度のエラーを受け入れる方が簡単です。

1mを超える精度を必要とするほとんどのアプリケーションでは、これで十分です。

しかし、現実は数年ごとに段階的に変化するわけではなく、より正確な変換が必要な場合は、位置合わせの前後のデータムの時間依存距離ドリフトを考慮する必要があります。これは3D変換ではなく4D変換です。

GDA2020とWGS-84またはITRF2014の間の変換については、以下で説明されています。

1. GDA2020からWGS 84（G1762）（1）-EPSG：8448
2. ITRF2014からGDA2020（1）-EPSG：8049

GDA94とGDA2020の間で変換する場合、参照フレーム間の違いを知るだけでよいので、物事はより簡単になります。ちょっと。複数あり、どれを使用するかは、いつ、どのように、どこでデータがGDA94に参照されたかによって異なります。これは、90年代に使用されている、あまり洗練されていない方法によるエラーを排除する試みです。

これらは：

• 等角-座標フレーム回転（1）-EPSG：8048
• 局所的な歪み（2）-EPSG：8447
• コンフォーマル-NTv2グリッド変換（3） -EPSG：8446

これらを使用する必要がある状況を理解するには、GDA2020テクニカルマニュアルをお読みください

以前の回答に基づいて、proj4定義は次のようになります。

+proj=longlat +ellps=GRS80 +towgs84=-0.06155,0.01087,0.04019,-0.0394924,-0.0327221,-0.03289790,0.009994 +no_defs

その後、towgs84パラメーターを追加するだけで、これを標準の投影グリッドゾーンのいずれかで使用できます。例えば

+proj=utm +zone=55 +south +ellps=GRS80 +towgs84=-0.06155,0.01087,0.04019,-0.0394924,-0.0327221,-0.03289790,0.009994 +units=m +no_defs

仕様のセクション3.1から正しい数値を取得するには、最初に回転パラメーターの符号を逆にします（セクション2.2.1で説明）。ただし、仕様のパラメーターはWGS / GDA94からの変換であり、 proj4定義のWGSへの変換。したがって、基本的に、仕様内の回転以外のすべての符号は逆になります。

他に注意すべきことは、proj4の場合、スケールが最後のパラメーターであることです。

純粋主義者はNtV2グリッドシフトアプローチを使用することをお勧めしますが、これらのファイルは非常に大きく、ビクトリアのサンプルデータを使用すると、上記の結果が5cmを超える精度を提供することがわかりました。また、proj4jsで機能するソリューションも必要でした。