目录
- 一、坐标系简介
- 1.地心坐标
- 2.参心坐标
- 二、坐标系间转换
- 1.七参数转换
- 2.四参数转换
- 三、投影转换
- 1.EPSG编码与依赖
- 2.投影方式
- 3.示例
- 总结
一、坐标系简介
1.地心坐标
地心坐标顾名思义所建立的地球椭球中心为地心，常用地心坐标系有WGS84与CGCS2000，主要参数有长半轴与扁率，地心坐标系椭球之间参数相近。
2.参心坐标
参心坐标所建立的地球椭球是以某一片区域更为拟合，可以理解为一种局部最优的坐标系，在国内常用参心坐标系有西安80与北京54，各坐标系椭球间主要参数长半轴与扁率参数相差较大，且姿态也有所不同。
二、坐标系间转换
1.七参数转换
七参数转换遵循布尔莎模型，根据至少三个已知在基础与目标坐标系中坐标的点可以计算得到，布尔莎模型易于查到不多赘述。
上图中简单表示了不同坐标系间的姿态关系，以及七参数的实际意义。
可以看到，坐标变换是针对平面坐标的，若获得的是经纬度，可根据后续提到的方法进行经纬度到平面坐标的投影转换。
public double[] sevenParamTrans(Datum7Paras datum7Paras,double X,double Y,double Z) {
double[] point = new double[3];
double dx = datum7Paras.getDx();
double dy = datum7Paras.getDy();
double dz = datum7Paras.getDz();
double rx = datum7Paras.getRx() * 0.0000048481373323; // 1秒=0.0000048481373323 弧度
double ry = datum7Paras.getRy() * 0.0000048481373323;
double rz = datum7Paras.getRz() * 0.0000048481373323;
double m = datum7Paras.getPpm();
double k = m / 1000000;
point[0] = (1 + k) * (X + this.rz * Y - this.ry * Z) + this.dx;
point[1] = (1 + k) * (-this.rz * X + Y + this.rx * Z) + this.dy;
point[2] = (1 + k) * (this.ry * X - this.rx * Y + Z) + this.dz;
}
class Datum7Paras{
private double dx;
private double dy;
private double dz;
private double rx;
private double ry;
private double rz;
private double ppm;
public Datum7Paras(double dx, double dy, double dz, double rx, double ry, double rz, double ppm) {
this.dx = dx;
this.dy = dy;
this.dz = dz;
this.rx = rx;
this.ry = ry;
this.rz = rz;
this.ppm = ppm;
}
public double getDx(javascript) {
return dx;
}
public void setDx(double dx) {
this.dx = dx;
}
public double getDy() {
return dy;
}
public void setDy(double dy) {
this.dy = dy;
}
public double getDz() {
return dz;
}
public void setDz(double dz) {
this.dz = dz;
}
public double getRx() {
return rx;
}
public void setRx(double rx) {
this.rx = rx;
}
public double getRy() {
return ry;
}
public void setRy(double ry) {
this.ry = ry;
}
public double getRz() {
return rz;
}
public void setRz(double rz) {
this.rz = rz;
}
public double getPpm() {
return ppm;
}
public void setPpm(double ppm) {
this.ppm = ppm;
}
}
2.四参数转换
在已知两点一下的基础和目标坐标信息使，利用四参数转换也可以实现，但误差会更大，与七参数类似，但四参数转换不考虑高程，只针对平面的北坐标与东坐标。
public double[] transform4Para(Trans4Paras transPara,double X,double Y) {
double X1 = transPara.getDx();
double Y1 = transPara.getDy();
double cosAngle = Math.cos(transPara.getA());
double sinAngle = Math.sin(transPara.getA());
double[] point = new double[2];
point[0] = X1 + transPara.getK() * (cosAngle * X - sinAngle * Y);
point[1] = Y1 + transPara.getK() * (sinAngle * X + cosAnglejs * Y);
}
class Trans4Paras{
private double _dx;
private double _dy;
private double _a;
private double _k;
public double getDx() {
return _dx;
}
public void setDx(double dx) {
_dx = dx;
}
public double getDy() {
return _dy;
}
public void setDy(double dy) {
_dy = dy;
}
public double getA() {
return _a;
}
public void setA(double a) {
_a = a;
}
public double getK() {
return _k;
}
public void setK(double k) {
_k = k;
}
public Trans4Paras(double dx, double dy, double a, double k) {
_dx = dx;
_dy = dy;
_a = a;
_k = k;
}
}
三、投影转换
1.EPSG编码与依赖
EPSG编码是一种用于定义不同坐标系的编码，在Java中利用proj4j库配合EPSG编码即可实现不同投影转换。其实上面的不同坐标系下坐标变换也可以用此方法实现，但代码都较简单不多赘述。
在Maven中添加下方依赖即可完成proj4j库的添加，注意版本号自行修改。
<dependency>
<groupId>org.osgeo</groupId>
<artifactId>proj4j</artifactId>
<version>0.1.0</version>
</dependency>
2.投影方式
&njavascriptbsp; UTM投影：
特点：保长度不保方向，适用南纬80到北纬84度，通常应用于全球坐标，因此以六度分带，且分带从西经180度起始，对应国内带号加30。
EPSG：32601-32660，按带号修改后两位。
Web墨卡托投影：
特点：保方向不保长度，适用于服务集成交互。
EPSG：3857，只有一个是因为该投影方式认为地球为规则球体。
高斯克吕格投影：
特点：与UTM类似但包含所有纬度，多用于国内的坐标。
EPSG：CGCS2000：4513-4554；北京54：2410-2442；西安80：2349-2390
各椭球的EPSG：WGS84：4326；CGCS2000：4490；西安80：4610；北京54：4214
3.示例
简单示例，列出UTM投影、WGS84_N坐标系时，满足转换的两坐标正反投影的结果。
import org.osgeo.proj4j.*;
public class PointTest {
public static void main(String[] args) {
ToCoordinate(579573.572, 4269411.894,"EPSG:32651","EPSG:4326",true);
ToCoordinate(123.91343418163903, 38.569600138042816,"32651","4326",false);
}
public static void ToCoordinate(double argX,double argY,String sys1,String sys2,boolean xyTolb){
// 创建CRS工厂GBTmD
CRSFactory crsFactory = new CRSFactory();
// 创建UTM坐标参考系统（CRS），这里以UTM 33N为例
CoordinateReferenceSystem utmCrs = crsFactory.createFromName("EPSG:" + sys1);
// 创建WGS84坐标参考系统
CoordinateReferenceSystem wgs84Crs = crsFactory.createFromName("EPSG:" + sys2);
// 创建坐标转换工厂
CoordinateTransformFactory transformFactory = new CoordinateTransformFactory();
if (xyTolb){
// 创建从UTM到WGS84的坐标转换器
CoordinateTransform transformToWgs84 = transformFactory.createTransform(utmCrs, wgs84Crs);
// 创建UTM坐标点
ProjCoordinate utmPoint = new ProjCoordinate(argX, argY); // X, Y in meters
// 转换到WGS84坐标点
ProjCoordinate wgs84Point = new ProjCoordinate();
transformToWgs84.transform(utmPoint, wgs84Point);
// 打印WGS84坐标
System.out.println("WGS84: " + wgs84Point.x + ", " + wgs84Point.y);
}else {
// 如果需要，可以创建从WGS84到UTM的坐标转换器
CoordinateTransform transformToUtm = transformFactory.createTransform(wgs84Crs,utmCrs);
// 创建UTM坐标点
ProjCoordinate wgs84Point = new ProjCoordinate(argX, argY);
// 转换回UTM坐标点
ProjCoordinate utmPointBack = new ProjCoordinate();
transformToUtm.transform(wgs84Point, utmPointBack);
// 打印转换回的UTM坐标
System.out.println("UTM: " + utmPointBack.x + ", " + utmPointBack.y);
}
}
}
总结php
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