地图坐标系以及常见的坐标转换

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

在地图和GPS定位等领域，通常有以下几种不同的坐标系：

1. 地球坐标系（WGS84）：是一种用于地图上的三维坐标系，其坐标点表示为经度、纬度和高度。WGS84被广泛用于全球导航卫星系统和网络地图等应用。
2. 国家大地坐标系（CGCS2000）：是中国国家测量局制定的一个三维大地坐标系，用于测绘和空间数据处理。CGCS2000在东亚地区尤其是中国内陆区域拥有更好的精度和可靠性。
3. 火星坐标系（GCJ-02）：是由中国政府专门用于保护国家安全而发布的一种偏移坐标系，也被称为“谷歌坐标系”。 GCJ-02相对于WGS84进行了一次非线性的加密运算，因此，导致所有使用GCJ-02坐标的地图或者应用无法和其他能够直接使用WGS84的应用进行协作。
4. 百度坐标系（BD-09）：是由百度互联网公司设计的一种坐标系。与火星坐标系类似，BD-09采用了一种非线性的算法来对WGS84坐标系进行加密运算，让其在应用上拥有更好的精度和安全性。

需要注意的是，不同的坐标系之间可能存在大小、旋转或者平移等偏移差异，因此，在使用数据时，需要特别注意是否需要进行坐标转换。另外，为了避免产生歧义，建议在使用坐标系时要根据具体的情况进行选择并进行清晰的标注和说明。

天地图 API 使用的是国家大地坐标系（CGCS2000），该坐标系是中国国家测绘局制定的一个具有高精度和可靠性的三维大地坐标系。在使用天地图 API 进行地理信息系统开发和数据处理时，需要使用 CGCS2000 坐标系进行准确的位置定位和空间数据处理。如果需要跟其他坐标系进行转换，可以使用相应的算法进行转换，或使用提供的API进行转换，以确保数据的精确性和一致性。

百度地图 API 使用的是百度坐标系（BD-09），这是由百度互联网公司设计的一种偏移坐标系，相对于国际通用的 WGS84 坐标系进行了非线性加密运算。在使用百度地图 API 进行地理信息系统开发和数据处理时，需要使用 BD-09 坐标系进行准确的位置定位和空间数据处理，并且需要将其与其他坐标系进行转换，以确保数据的精确性和兼容性。可以使用提供的 API 或其他算法来实现不同坐标系之间的转换。

高德地图 API 使用的是高德坐标系，也称为火星坐标系（GCJ-02），这是中国国家测绘局制定的一种标准，用于在保护国家安全和公共利益的前提下对 WGS84 坐标进行加密和模糊处理。在使用高德地图 API 进行地理信息系统开发和数据处理时，需要使用高德坐标系进行准确的位置定位和空间数据处理，并且需要将其与其他坐标系进行转换，以确保数据的精确性和兼容性。可以使用高德提供的 API 或其他算法来实现不同坐标系之间的转换。需要注意的是，高德地图 API 只支持非商业用途的免费调用，在进行商业化应用时需要申请相应的授权或付费许可。

/ * 判断经纬度是否超出国境 */ function isLocationOutOfChina(latitude, longitude) { if (longitude < 72.004 || longitude > 137.8347 || latitude < 0.8293 || latitude > 55.8271) return true; return false; } / * 将WGS-84(国际标准)转为GCJ-02(火星坐标): */ function transformFromWGSToGCJ(latitude, longitude) { var lat = ""; var lon = ""; var ee = 0.00; var a = .0; var pi = 3.; if (isLocationOutOfChina(latitude, longitude)) { lat = latitude; lon = longitude; } else { var adjustLat = transformLatWithXY(longitude - 105.0, latitude - 35.0); var adjustLon = transformLonWithXY(longitude - 105.0, latitude - 35.0); var radLat = latitude / 180.0 * pi; var magic = Math.sin(radLat); magic = 1 - ee * magic * magic; var sqrtMagic = Math.sqrt(magic); adjustLat = (adjustLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi); adjustLon = (adjustLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * pi); latitude = latitude + adjustLat; longitude = longitude + adjustLon; } return { latitude: latitude, longitude: longitude }; } / * 将GCJ-02(火星坐标)转为百度坐标: */ function transformFromGCJToBaidu(latitude, longitude) { var pi = 3. * 3000.0 / 180.0; var z = Math.sqrt(longitude * longitude + latitude * latitude) + 0.00002 * Math.sin(latitude * pi); var theta = Math.atan2(latitude, longitude) + 0.000003 * Math.cos(longitude * pi); var a_latitude = (z * Math.sin(theta) + 0.006); var a_longitude = (z * Math.cos(theta) + 0.0065); return { latitude: a_latitude, longitude: a_longitude }; } / * 将百度坐标转为GCJ-02(火星坐标): */ function transformFromBaiduToGCJ(latitude, longitude) { var xPi = 3.88 * 3000.0 / 180.0; var x = longitude - 0.0065; var y = latitude - 0.006; var z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * xPi); var theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * xPi); var a_latitude = z * Math.sin(theta); var a_longitude = z * Math.cos(theta); return { latitude: a_latitude, longitude: a_longitude }; } / * 将GCJ-02(火星坐标)转为WGS-84: */ function transformFromGCJToWGS(latitude, longitude) { var threshold = 0.00001; // The boundary var minLat = latitude - 0.5; var maxLat = latitude + 0.5; var minLng = longitude - 0.5; var maxLng = longitude + 0.5; var delta = 1; var maxIteration = 30; while (true) { var leftBottom = transformFromWGSToGCJ(minLat, minLng); var rightBottom = transformFromWGSToGCJ(minLat, maxLng); var leftUp = transformFromWGSToGCJ(maxLat, minLng); var midPoint = transformFromWGSToGCJ((minLat + maxLat) / 2, (minLng + maxLng) / 2); delta = Math.abs(midPoint.latitude - latitude) + Math.abs(midPoint.longitude - longitude); if (maxIteration-- <= 0 || delta <= threshold) { return { latitude: (minLat + maxLat) / 2, longitude: (minLng + maxLng) / 2 }; } if (isContains({ latitude: latitude, longitude: longitude }, leftBottom, midPoint)) { maxLat = (minLat + maxLat) / 2; maxLng = (minLng + maxLng) / 2; } else if (isContains({ latitude: latitude, longitude: longitude }, rightBottom, midPoint)) { maxLat = (minLat + maxLat) / 2; minLng = (minLng + maxLng) / 2; } else if (isContains({ latitude: latitude, longitude: longitude }, leftUp, midPoint)) { minLat = (minLat + maxLat) / 2; maxLng = (minLng + maxLng) / 2; } else { minLat = (minLat + maxLat) / 2; minLng = (minLng + maxLng) / 2; } } } function isContains(point, p1, p2) { return (point.latitude >= Math.min(p1.latitude, p2.latitude) && point.latitude <= Math.max(p1.latitude, p2.latitude)) && (point.longitude >= Math.min(p1.longitude, p2.longitude) && point.longitude <= Math.max(p1.longitude, p2.longitude)); } function transformLatWithXY(x, y) { var pi = 3.; var lat = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x)); lat += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0; lat += (20.0 * Math.sin(y * pi) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0; lat += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * pi) + 320 * Math.sin(y * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0; return lat; } function transformLonWithXY(x, y) { var pi = 3.; var lon = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x)); lon += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0; lon += (20.0 * Math.sin(x * pi) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0; lon += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * pi) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0; return lon; } / * 将百度转为WGS-84: */ function transfromBaidutoWGS84(latitude, longitude){ if (!isNaN(latitude)&&!isNaN(longitude)){ var lat = parseFloat(latitude); var lon = parseFloat(longitude); let res= transformFromBaiduToGCJ(lat, lon); let resWGS = transformFromGCJToWGS(res.latitude,res.longitude); return {latitude: resWGS.latitude.toFixed(6), longitude: resWGS.longitude.toFixed(6)}; }else{ return { latitude: '0', longitude: '0' }; } } / * 将WGS-84转为百度: */ function transfromWGS84toBaidu(latitude, longitude){ if (!isNaN(latitude)&&!isNaN(longitude)){ var lat = parseFloat(latitude); var lon = parseFloat(longitude); let res= transformFromWGSToGCJ(lat, lon); let resBaidu = transformFromGCJToBaidu(res.latitude,res.longitude); return {latitude: resBaidu.latitude.toFixed(6), longitude: resBaidu.longitude.toFixed(6)}; } else{ return { latitude: '0', longitude: '0' }; } } module.exports = { isLocationOutOfChina: isLocationOutOfChina, transformFromWGSToGCJ: transformFromWGSToGCJ, transformFromGCJToBaidu: transformFromGCJToBaidu, transformFromBaiduToGCJ: transformFromBaiduToGCJ, transformFromGCJToWGS: transformFromGCJToWGS, transfromBaidutoWGS84:transfromBaidutoWGS84, transfromWGS84toBaidu:transfromWGS84toBaidu }

/* eslint-disable */ / * Created by Wandergis on 2015/7/8. * 提供了百度坐标（BD09）、国测局坐标（火星坐标，GCJ02）、和WGS84坐标系之间的转换 * https://www.npmjs.com/package/coordinate-convert WGS84 GPS全球定位系统使用的坐标系统，GPS设备直接返回的坐标即为WGS84，另外Google地图使用的也是WGS84坐标 GCJ02 由中国国家测绘局制定的地理信息系统的坐标，国内出版的各种地图坐标系统（包括电子地图），必须至少采用GCJ02对WGS84进行首次加密。 BD09 百度在GCJ02的基础上进行的二次加密格式 */ // 定义一些常量 const x_PI = 3. * 3000.0 / 180.0 const PI = 3. const a = .0 const ee = 0.00 class CoordsTransformer { constructor (decimal = 6) { this.decimal = decimal } setDecimal (num) { this.decimal = num } toFixed (arr) { let lng = (arr[0] - 0).toFixed(this.decimal) let lat = (arr[1] - 0).toFixed(this.decimal) return [+lng, +lat] } / * 百度坐标系 (BD-09) 与 火星坐标系 (GCJ-02)的转换 * 即 百度 转 谷歌、高德 * @param bd_lon * @param bd_lat * @returns {*[]} */ bd09togcj02 (bd_lon, bd_lat) { let x_pi = 3. * 3000.0 / 180.0 let x = bd_lon - 0.0065 let y = bd_lat - 0.006 let z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * x_pi) let theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * x_pi) let gg_lng = z * Math.cos(theta) let gg_lat = z * Math.sin(theta) return this.toFixed([gg_lng, gg_lat]) } / * 火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换 * 即谷歌、高德 转 百度 * @param lng * @param lat * @returns {*[]} */ gcj02tobd09 (lng, lat) { let z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * x_PI) let theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * x_PI) let bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065 let bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006 return this.toFixed([bd_lng, bd_lat]) } / * WGS84转GCj02 * @param lng * @param lat * @returns {*[]} */ wgs84togcj02 (lng, lat) { if (out_of_china(lng, lat)) { return this.toFixed([lng, lat]) } else { let dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0) let dlng = transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0) let radlat = lat / 180.0 * PI let magic = Math.sin(radlat) magic = 1 - ee * magic * magic let sqrtmagic = Math.sqrt(magic) dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI) dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.cos(radlat) * PI) let mglat = lat + dlat let mglng = lng + dlng return this.toFixed([mglng, mglat]) } } / * GCJ02 转换为 WGS84 * @param lng * @param lat * @returns {*[]} */ gcj02towgs84 (lng, lat) { if (out_of_china(lng, lat)) { return this.toFixed([lng, lat]) } else { let dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0) let dlng = transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0) let radlat = lat / 180.0 * PI let magic = Math.sin(radlat) magic = 1 - ee * magic * magic let sqrtmagic = Math.sqrt(magic) dlat = (dlat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtmagic) * PI) dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * Math.cos(radlat) * PI) let mglat = lat + dlat let mglng = lng + dlng return this.toFixed([lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]) } } } function transformlat (lng, lat) { let 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 } function transformlng (lng, lat) { let 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 } / * 判断是否在国内，不在国内则不做偏移 * @param lng * @param lat * @returns {boolean} */ function out_of_china (lng, lat) { return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || ((lat < 0.8293 || lat > 55.8271) || false) } export default CoordsTransformer