坐标系

1555字约5分钟

2024-07-01

只要涉及到地图开发，无论如何关于坐标系的概念是逃不掉的，谁让地球它是个球呢。

地球就像个橘子不同的坐标系就是不同的剝橘子的方法

这里就不列举国内常用的坐标系及转换方法，大家可以自行百度。

相关GIS的学习资料(含坐标系)： GIS基础知识-文档、 GIS基础知识-培训视频

平台内目前支持坐标系类型可以访问 CRS类了解详情。

1. 目前常用GIS坐标系

1. EPSG:4326坐标系：目前最通用的标准坐标系，平时我们常说的经度纬度多少多少、从GPS 设备、智能手机中取出的数据的坐标系、国际地图提供商使用的坐标系都是这个坐标系。WGS－84坐标系（World Geodetic System）是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向国际时间局（BIH）1984.0定义的协议地极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的协议子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系。这是一个国际协议地球参考系统（ITRS），是目前国际上统一采用的大地坐标系。GPS广播星历是以WGS-84坐标系为根据的。【wgs84需要保证坐标误差最小】
1. EPSG:3857坐标系：Web Mercator（墨卡托）投影坐标系，该坐标系是由Google 最先发明的。在投影过程中，将表示地球的参考椭球体近似的作为正球体处理（正球体半径 R = 椭球体半长轴 a）。由于墨卡托投影当纬度接近两极时，y值趋向于无穷大，那些“懒惰的工程师”为了方便，就把Y轴的取值范围也限定在X轴相同范围，搞个正方形地图，而形成了Web Mercator 投影。目前在互联网上，大部分全国公众地图网站均采用此坐标系。【墨卡托最早用来航海，要保证方向误差最小】
1. EPSG:4490坐标系：2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。2000国家大地坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。Z轴指向BIH1984.0定义的协议极地方向（BIH国际时间局），X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议赤道的交点，Y轴按右手坐标系确定。
1. CGCS2000 高斯平面投影坐标系(EPSG:4491至EPSG:4554)：支持CGCS2000 Gauss-Kruger Zone 和 CGCS2000 Gauss-Kruger CM 的3度带和6度带平面投影。【各种投影坐标系为了本区域的面积、长度的测量误差最小】

上面的EPSG:后面的数字，是WKID，由EPSG组织统一管理（这样避免重复，也具备唯一性），可以在http://epsg.io/网站进行查询了解详情。

👉 CGCS2000 与 WGS84 相差几个厘米，对于一般工程测量，可以认为二者是一致的。

👉 坐标系的更详细讲解可以参阅：GIS基础知识培训

1.1 栅格瓦片图层坐标系的设置

瓦片图层支持配置crs参数来设置坐标系的EPSG值，如crs:"EPSG:4490"

const tdtLayer = new mars3d.layer.TdtLayer({
  name: "天地图注记图层",
  layer: "img_z", 
  crs: mars3d.CRS.EPSG4326, // 标识GIS坐标系
})
map.addLayer(tdtLayer)

通常国外使用的是WGS84的坐标系统，中国使用CGCS2000坐标系统以经纬度的形式来表示地球平面上的某一个位置，这应该是国际共识。在我国，出于国家安全考虑，国内所有导航电子地图必须使用国家测绘局制定的加密坐标系统，即将一个真实的经纬度坐标加密成一个不正确的经纬度坐标，我们在业内将前者称之为地球坐标，后者称之为火星坐标(GCJ-02)。当我们使用的数据和服务不同时，就产生了我们时常说的偏移和纠偏的问题。

国内偏移坐标系的分类，我们定义在 ChinaCRS类

1. WGS84坐标系：地球坐标系，目前国际通用的标准坐标系，通常称呼为标准无偏坐标系。
1. GCJ02 坐标系：在我国，出于国家安全考虑，国内所有导航电子地图必须使用国家测绘局制定的加密坐标系统，即将一个真实的经纬度坐标加密成一个不正确的经纬度坐标，我们在业内将前者称之为地球坐标，后者称之为火星坐标(GCJ-02)。。
1. BAIDU 坐标系：百度(BD09) 偏移坐标系,百度在国测局坐标基础二次加密后形成的坐标系。

2.1 栅格瓦片图层偏移坐标系的设置

瓦片图层支持配置chinaCRS参数来设置ChinaCRS，如chinaCRS:"GCJ02"

const tileLayer = new mars3d.layer.XyzLayer({
  name: "电子地图",
  type: "xyz",
  url: "https://webrd01.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=8&x={x}&y={y}&z={z}", 
  chinaCRS: mars3d.ChinaCRS.GCJ02  // 标识国内偏移坐标系
})
map.addLayer(tileLayer)

2.2 矢量数据坐标的加偏或纠偏转换

GeoJSON等图层支持配置chinaCRS参数来设置ChinaCRS，如chinaCRS:"GCJ02"

const graphicLayer = new mars3d.layer.GeoJsonLayer({
  name: "纠偏后",
  url: "https://data.mars3d.cn/file/geojson/areas/340303.json",
  chinaCRS: mars3d.ChinaCRS.GCJ02, // 标识数据坐标，内部会纠偏
  flyTo: true
})
map.addLayer(graphicLayer)

也提供了PointTrans类，可以对百度坐标（BD09）、国测局坐标（火星坐标，GCJ02）、WGS84坐标系的坐标进行互相转换，在加载Graphic数据前按需转换坐标。

const wgsPoint = mars3d.PointTrans.gcj2wgs([point.lng, point.lat]) // 转换为WGS84坐标
const graphic = new mars3d.graphic.BillboardEntity({
  position: [wgsPoint[0],  wgsPoint[1], point.alt],
  style: {
    image: "https://data.mars3d.cn/img/marker/lace-blue.png"
  }
})
graphicLayer.addGraphic(graphic)

坐标系

1. 目前常用GIS坐标系

1.1 栅格瓦片图层坐标系的设置

2. 国内的偏移坐标系

2.1 栅格瓦片图层偏移坐标系的设置

2.2 矢量数据坐标的加偏或纠偏转换