CGJ02、BD09、西安80、北京54、CGCS2000常⽤
坐标系详解
⼀、万能地图下载器中的常⽤坐标系
中的常⽤的坐标系主要包括WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、WGS84 UTM 投影、北京54⾼斯投影、西安80⾼斯投影、CGCS2000⾼斯投影、GCJ02经纬度投影、GCJ02 Web 墨卡托投影、BD09 经纬度投影和BD09 Web 墨卡托投影等。
其中,WGS84、WGS84 Web 墨卡托、GCJ02和BD09是近年来GIS系统(尤其是WebGIS)中的常⽤坐标系,⽽西安80、北京54和CGCS2000坐标是测绘中常⽤的坐标系。
本软件除了⽀持常⽤的坐标系外,还⽀持其它各种地理坐标系和投影坐标系,当在坐标投影转换时,选择“更多”可以选择其它坐标系。
对于不同的功能,本软件所⽀持的常⽤坐标系略有不同,本⽂将会对⽮量导⼊导出、影像导出⼤图、影像导出⽡⽚和⾼程导出所⽀持的坐标系分别作出说明。
⼆、⽮量导⼊导出坐标系
⽮量导⼊主要包括导⼊下载范围和导⼊⽮量数据叠加,这两中导⼊⽅式均⽀持WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、WGS84 UTM 投影、北京54⾼斯投影、西安80⾼斯投影、CGCS2000⾼斯投影、GCJ02经纬度投影、GCJ02 Web 墨卡托投影、BD09 经纬度投影和BD09 Web 墨卡托投影等。
下图为导⼊沿线路径时,可选择的坐标投影。
下图为导⼊⽮量数据时,可选择的坐标投影。
与导⼊数据相同,在将⽮量数据导出时也可以进⾏WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、WGS84 UTM 投影、北京54⾼斯投影、西安80⾼斯投影、CGCS2000⾼斯投影、GCJ02经纬度投影、GCJ02 Web 墨卡托投影、BD09 经纬度投影和BD09 Web 墨卡托投影等投影转换。
三、影像导出⼤图坐标系
在下载卫星影像并导出⼤图时,可⽀持导出WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、北京54⾼斯投影、西安80⾼斯投影、CGCS2000⾼斯投影、GCJ02 Web 墨卡托投影和BD09 Web 墨卡托投影等,不⽀持导出GCJ02经纬度投影和BD09经纬度投影。
四、影像导出⽡⽚坐标系
在下载卫星影像导出⽡⽚时,只可以选择导出WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、GCJ02 Web 墨卡托投影和BD09墨卡托投影。
五、⾼程导出坐标系
在导出⾼程时,可⽀持导出WGS84经纬度投影、WGS84 Web 墨卡托投影、北京54⾼斯投影、西安80⾼斯投影、CGCS2000⾼斯投影、GCJ02 Web 墨
卡托投影和BD09 Web 墨卡托投影等,不⽀持导出GCJ02经纬度投影和BD09经纬度投影。
六、常⽤坐标系详解
(⼀)WGS84坐标系
WGS-84坐标系(World Geodetic System⼀1984 Coordinate System)
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BIH (国际时间服务机构)1984.O定义的协议地球极(CTP)⽅向,X轴指向BIH 1984.0的零⼦午⾯和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年世界⼤地坐标系统。
(⼆)WGS84 Web墨卡托
Web墨卡托是2005年⾕歌在⾕歌地图中⾸次使⽤的,当时或更早的Web墨卡托使⽤者还是称其为世界墨
卡托 World Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated ESRI),代号 WKID 54004 (在 EPSG:54004 或 ESRI:54004 中,⾮官⽅)。
在2006年,OSGeo在提出的 Tile Map Service (TMS) 标准中使⽤代号 OSGEO:41001,WGS84 / Simple Mercator - Spherical Mercator (unofficial deprecated OSGEO / Tile Map Service)。
go2map地图北京2007年8⽉6⽇ Christopher Schmidt (OpenLayers的重要贡献者之⼀)在通过⼀次GIS讨论中为了在OpenLayers中使⽤⾕歌投影,提出给⾕歌投影(Web墨卡托)使⽤⼀个统⼀的代号(已有如54004、41001之类的代号)900913(也形似 Google),并与同年9⽉11⽇在OpenLayers的
OpenLayers/Layer/SphericalMercator.js中正式使⽤代号 900913。
在2008年5⽉EPSG在6.15版本中正式(可能是⾕歌地图取得了巨⼤成功)给⾕歌地图投影赋予 CRS 代号 EPSG:3785(Popular Visualisation CRS / Mercator),这也是Web墨卡托正式被EPSG组织承认(由于Web墨卡托不是标准的地图投影,之前⼀直没有被EPSG没有收录)。
很快EPSG于2009年2⽉9号使⽤新代号 EPSG:3857 代替之前的 EPSG:3785,给⾕歌地图投影⽅法命名为“公共可视化伪墨卡托投影”(PVPM),投影运算⽅法代号 1024。
⾄今,EPSG:3857(WGS 84 / Pseudo-Mercator)代号是web墨卡托的正式代号。
在GIS界,离不开 ESRI,Web墨卡托的代号在 ESRI 中也有⼏个。最早在 ESRI 的软件中给Web墨卡托投影的称号为 102113(WGS 1984 Web Mercator),与 EPSG:3785 对应;后来使⽤ 102100(WGS 1984 Web Mercator Auxiliary Sphere),与 EPSG:3857 对应。
在 ArcGIS 10.0 版本中,ESRI 正式使⽤ EPSG:3857 替换之前的 EPSG:102100。
总之,Web墨卡托现在的正式官⽅代号 EPSG:3857,同时 900913、3587、54004、41001、102113、102100 和 3785 等也是指Web墨卡托,虽然他们的具体定义会有⼀些差别,但他们在数学上是相等的。
Web墨卡托取得了巨⼤成功,如今主流的Web地图⼏乎都是使⽤的Web墨卡托,如国外的 Google Maps,OpenStreetMap,Bing Map,ArcGIS 和Heremaps 等,国内的百度地图、⾼德地图、腾讯地图和天地图等也是基于Web墨卡托(由于国内政策的原因,国内地图会有加密要求,⼀般有两种情况,⼀种是在 Web墨卡托的基础上经过国家标准加密的国标02坐标系,熟称“⽕星坐标系”;另⼀种是在国标的02坐标系下进⼀步进⾏加密,如百度地图的BD09坐标系)。
(三)WGS84 UTM
UTM投影全称为“通⽤横轴墨卡托投影”,英⽂名称为Universal Transverse Mercator,该坐标系是由美国军⽅在1947提出的。虽然我们仍然将其看作与“⾼斯-克吕格”相似的坐标系统,但实际上UTM采⽤了⽹格的分带(或分块)。除在美国本⼟采⽤Clarke 1866椭球体以外,UTM在世界其他地⽅都采⽤WGS84。
UTM是由美国制定,因此起始分带并不在本初⼦午线,⽽是在180度,因⽽所有美国本⼟都处于0-30带内。UTM投影采⽤6度分带,从东经180度(或西经180度)开始,⾃西向东算起,因此1带的中央经线为-177(-180 -(-6)),⽽0度经线为30带和31带的分界,这两带的分界分别是-3和3度。纬度采⽤8度分带,从80S到84N共20个纬度带(X带多4度),分别⽤C到X的字母来表⽰。为了避免和数字混淆,I和O没有采⽤。UTM的“false easting”值为500公⾥,⽽南半球UTM带的“false northing”为10000公⾥。
UTM是⼀种等⾓横轴割圆柱投影,圆柱割地球于南纬80度、北纬84度两条等⾼圈,被许多国家⽤作地形图的数学基础,如中国采⽤的⾼斯-克吕格投影就是UTM投影的⼀种变形,很多遥感数据,如Landsat和Aster数据都应⽤UTM投影发布的。
UTM投影将北纬84度和南纬80度之间的地球表⾯积按经度6度划分为南北纵带(投影带)。从180度经线开始向东将这些投影带编号,从1编⾄60(北京处于第50带)。每个带再划分为纬差8度的四边形。两条标准
纬线距中央经线为180KM左右,中央经线⽐例系数为0.9996,UTM北半球投影北伪偏移为零,南半球则为10000公⾥。
(四)GCJ02经纬度投影
GCJ-02是由中国国家测绘局(G表⽰Guojia国家,C表⽰Cehui测绘,J表⽰Ju局)制订的地理信息系统的坐标系统。
它其实就是对真实坐标系统进⾏⼈为的加偏处理,按照特殊的算法,将真实的坐标加密成虚假的坐标,⽽这个加偏并不是线性的加偏,所以各地的偏移情况都会有所不同。⽽加密后的坐标也常被⼤家称为“⽕星坐标系统”。
该坐标系的坐标值为经纬度格式,单位为度。
这⾥的GCJ02经纬度投影,也就是在WGS84经纬度的基础之上,进⾏GCJ-02加偏。