几种常见的 GIS 坐标系的简单介绍及坐标数据的相互转换方法。
一、坐标系介绍
1. WGS-84：大地坐标系
- 国际通用坐标系，也叫地球坐标系。
- 各 GPS 设备、境外地图（包括但不限于谷歌地图、高德地图、百度地图的境外版）等使用的坐标系。
2. GCJ-02：国测局坐标系
- 国内通用坐标系，也叫火星坐标系。
- 各境内地图（高德地图、腾讯地图等）等使用的坐标系。
3. BD-09：百度坐标系
- GCJ-02 基础上的二次加密。
- 百度标准，百度 SDK，百度地图，百度 GeoCoding 等使用的坐标系。
二、坐标数据转换方法 -Java 版
1. 准备工作
1.1 定义依赖的一些常量和转换方法
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| private static final double PI = Math.PI;
private static final double X_PI = PI * 3000.0 / 180.0;
private static final double AA = 6378245.0;
private static final double EE = 0.00669342162296594323;
private static double transformLng(double lng, double lat) {
double ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(lng * PI) + 40.0 * Math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (150.0 * Math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
private static double transformLat(double lng, double lat) {
double ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(lat * PI) + 40.0 * Math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (160.0 * Math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
private static boolean outOfChina(double lng, double lat) {
return !(73.66 < lng && lng < 135.05 && 3.86 < lat && lat < 53.55);
}
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2. WGS-84 和 GCJ-02 的相互转换
2.1 WGS-84 转 GCJ-02
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public static double[] wgs84ToGcj02(double lng, double lat) {
if (outOfChina(lng, lat)) {
return new double[]{lng, lat};
} else {
double dlat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
double dlng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
double radlat = lat / 180.0 * PI;
double magic = Math.sin(radlat);
magic = 1 - EE * magic * magic;
double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
dlat = (dlat * 180.0) / ((AA * (1 - EE)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
dlng = (dlng * 180.0) / (AA / sqrtMagic * Math.cos(radlat) * PI);
double mglat = lat + dlat;
double mglng = lng + dlng;
return new double[]{mglng, mglat};
}
}
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2.2 GCJ-02 转 WGS-84
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public static double[] gcj02ToWgs84(double lng, double lat) {
if (outOfChina(lng, lat)) {
return new double[]{lng, lat};
} else {
double dlat = transformLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
double dlng = transformLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
double radlat = lat / 180.0 * PI;
double magic = Math.sin(radlat);
magic = 1 - EE * magic * magic;
double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
dlat = (dlat * 180.0) / ((AA * (1 - EE)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
dlng = (dlng * 180.0) / (AA / sqrtMagic * Math.cos(radlat) * PI);
double mglat = lat + dlat;
double mglng = lng + dlng;
return new double[]{lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat};
}
}
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3. GCJ-02 和 BD-09 的相互转换
3.1 GCJ-02 转 BD-09
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public static double[] gcj02ToBd09(double lng, double lat) {
double z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * X_PI);
double theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * X_PI);
double bdLng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
double bdLat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
return new double[]{bdLng, bdLat};
}
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3.2 BD-09 转 GCJ-02
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public static double[] bd09ToGcj02(double lng, double lat) {
double x = lng - 0.0065;
double y = lat - 0.006;
double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
double gcjLng = z * Math.cos(theta);
double gcjLat = z * Math.sin(theta);
return new double[]{gcjLng, gcjLat};
}
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4. WGS-84 和 BD-09 的相互转换
4.1 WGS-84 转 BD-09
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public static double[] wgs84ToBd09(double lng, double lat) {
double[] gcjPoint = wgs84ToGcj02(lng, lat);
return gcj02ToBd09(gcjPoint[0], gcjPoint[1]);
}
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4.2 BD-09 转 WGS-84
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public static double[] bd09ToWgs84(double lng, double lat) {
double[] gcjPoint = bd09ToGcj02(lng, lat);
return gcj02ToWgs84(gcjPoint[0], gcjPoint[1]);
}
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三、坐标数据转换方法 -Python 版
1. 准备工作
1.1 依赖的一些常量和转换方法
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| import math
PI = math.pi
x_PI = float(PI * float(3000.0) / float(180.0))
aa = float(6378245.0)
ee = 0.00669342162296594323
def transform_lat(lng, lat):
ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat + 0.2 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lat * PI) + 40.0 * math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0
ret += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0
return ret
def transform_lng(lng, lat):
ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lng * PI) + 40.0 * math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0
ret += (150.0 * math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0
return ret
def out_of_china(lng, lat):
if 73.66 < lng < 135.05 and 3.86 < lat < 53.55:
return False
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2. WGS-84 和 GCJ-02 的相互转换
2.1 WGS-84 转 GCJ-02
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def wgs84_to_gcj02(lng, lat):
if out_of_china(lng, lat):
return [lng, lat]
else:
dlat = transform_lat(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlng = transform_lng(lng - 105.0, lat - 35.0)
radlat = lat / 180.0 * PI
magic = math.sin(radlat)
magic = 1 - ee * magic * magic
sqrtmagic = math.sqrt(magic)
dlat = (dlat * 180.0) / ((aa * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI)
dlng = (dlng * 180.0) / (aa / sqrtmagic * math.cos(radlat) * PI)
mglat = lat + dlat
mglng = lng + dlng
return [mglng, mglat]
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2.2 GCJ-02 转 WGS-84
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def gcj02_to_wgs84(lng, lat):
if out_of_china(lng, lat):
return [lng, lat]
else:
dlat = transform_lat(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlng = transform_lng(lng - 105.0, lat - 35.0)
radlat = lat / 180.0 * PI
magic = math.sin(radlat)
magic = 1 - ee * magic * magic
sqrtmagic = math.sqrt(magic)
dlat = (dlat * 180.0) / ((aa * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI)
dlng = (dlng * 180.0) / (aa / sqrtmagic * math.cos(radlat) * PI)
mglat = lat + dlat
mglng = lng + dlng
return [lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]
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3. GCJ-02 和 BD-09 的相互转换
3.1 GCJ-02 转 BD-09
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def gcj02_to_bd09(lng, lat):
z = math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * math.sin(lat * x_PI)
theta = math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * math.cos(lng * x_PI)
bd_lng = z * math.cos(theta) + 0.0065
bd_lat = z * math.sin(theta) + 0.006
return [bd_lng, bd_lat]
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3.2 BD-09 转 GCJ-02
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def bd09_to_gcj02(bd_lon, bd_lat):
x = bd_lon - 0.0065
y = bd_lat - 0.006
z = math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * math.sin(y * x_PI)
theta = math.atan2(y, x) - 0.000003 * math.cos(x * x_PI)
gg_lng = z * math.cos(theta)
gg_lat = z * math.sin(theta)
return [gg_lng, gg_lat]
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4. WGS-84 和 BD-09 的相互转换
4.1 WGS-84 转 BD-09
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def wgs84_to_bd09(lng, lat):
gcj_point = wgs84_to_gcj02(lng, lat)
bd_point = gcj02_to_bd09(gcj_point[0], gcj_point[1])
return [bd_point[0], bd_point[1]]
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4.2 BD-09 转 WGS-84
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def bd09_to_wgs84(lng, lat):
gcj_point = bd09_to_gcj02(lng, lat)
wgs_point = gcj02_to_wgs84(gcj_point[0], gcj_point[1])
return [wgs_point[0], wgs_point[1]]
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原文链接: https://xinghuipeng.pages.dev/2024/04/26/work/java/常见GIS坐标系的坐标转换/
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