Application of 2D transformation models for the conversion of historical topographic plans from Soroca city, Republic of Moldova

Abstract

The integration of historical geodetic data into the national spatial data infrastructure represents an essential step for valorizing cartographic heritage and ensuring the interoperability of modern reference systems. The present study has as its main objective the transformation of coordinates from the local Soroca system, historically used on the territory of the Republic of Moldova, into the national coordinate system MOLDREF99, compatible with European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89). The proposed methodology is based on the application of 2D mathematical transformation models — Helmert (4 parameters) and Affine (6 parameters) — for the conversion of topographic plans at scale 1:500 from Soroca city. Twelve common geodetic points were used, identified both on vectorized plans and in the national GeoData database, and the transformation parameters were calculated using the least squares method and validated on eight independent points. The comparative analysis demonstrated that both models offer similar precision, with mean square errors of approximately 0.002 m and RMSE (Root Mean Square Error) of 0.0226 m in the X direction and below 0.008 m in the Y direction, values that fall within acceptable limits for cadastral and topographic works at scale 1:500. The obtained results demonstrate the feasibility of coordinate transformation without direct field measurements, using exclusively existing cartographic resources and the national geodetic database, thus contributing to the development of the National Spatial Data Infrastructure (NSDI) and the valorization of cartographic heritage for cadastral applications, territorial planning, and urban development.

Integrarea datelor geodezice istorice în infrastructura națională de date spațiale reprezintă o etapă esențială pentru valorificarea patrimoniului cartografic și asigurarea interoperabilității sistemelor moderne de referință. Studiul de față are ca obiectiv principal transformarea coordonatelor din sistemul local Soroca, utilizat istoric pe teritoriul Republicii Moldova, în sistemul de coordonate național MOLDREF99, compatibil cu Sistemul European de Referință Terestră 1989 (ETRS89). Metodologia propusă se bazează pe aplicarea modelelor matematice de transformare 2D — Helmert (4 parametri) și Afină (6 parametri) — pentru conversia planșelor topografice la scara 1:500 din orașul Soroca. Au fost utilizate 12 puncte geodezice comune, identificate atât pe planșele vectorizate, cât și în baza de date națională GeoData, iar parametrii de transformare au fost calculați prin metoda celor mai mici pătrate și validați pe opt puncte independente. Analiza comparativă a demonstrat că ambele modele oferă precizie similară, cu erori medii pătratice de aproximativ 0.002 m și RMSE de 0.0226 m în direcția X și sub 0.008 m în direcția Y, valori care se încadrează în limitele acceptabile pentru lucrările cadastrale și topografice la scara 1:500. Rezultatele obținute demonstrează fezabilitatea transformării coordonatelor fără măsurători directe în teren, utilizând exclusiv resurse cartografice existente și baza de date geodezică națională, contribuind astfel la dezvoltarea Infrastructurii Naționale pentru Date Spațiale (INDS) și valorificarea patrimoniului cartografic pentru aplicații cadastrale, planificare teritorială și dezvoltare urbană.