java地理坐標(biāo)系及投影間轉(zhuǎn)換代碼示例
一、坐標(biāo)系簡介
1.地心坐標(biāo)
地心坐標(biāo)顧名思義所建立的地球橢球中心為地心,常用地心坐標(biāo)系有WGS84與CGCS2000,主要參數(shù)有長半軸與扁率,地心坐標(biāo)系橢球之間參數(shù)相近。
2.參心坐標(biāo)
參心坐標(biāo)所建立的地球橢球是以某一片區(qū)域更為擬合,可以理解為一種局部最優(yōu)的坐標(biāo)系,在國內(nèi)常用參心坐標(biāo)系有西安80與北京54,各坐標(biāo)系橢球間主要參數(shù)長半軸與扁率參數(shù)相差較大,且姿態(tài)也有所不同。
二、坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換
1.七參數(shù)轉(zhuǎn)換
七參數(shù)轉(zhuǎn)換遵循布爾莎模型,根據(jù)至少三個已知在基礎(chǔ)與目標(biāo)坐標(biāo)系中坐標(biāo)的點可以計算得到,布爾莎模型易于查到不多贅述。

上圖中簡單表示了不同坐標(biāo)系間的姿態(tài)關(guān)系,以及七參數(shù)的實際意義。
可以看到,坐標(biāo)變換是針對平面坐標(biāo)的,若獲得的是經(jīng)緯度,可根據(jù)后續(xù)提到的方法進(jìn)行經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影轉(zhuǎn)換。
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() {
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;
}
}2.四參數(shù)轉(zhuǎn)換
在已知兩點一下的基礎(chǔ)和目標(biāo)坐標(biāo)信息使,利用四參數(shù)轉(zhuǎn)換也可以實現(xiàn),但誤差會更大,與七參數(shù)類似,但四參數(shù)轉(zhuǎn)換不考慮高程,只針對平面的北坐標(biāo)與東坐標(biāo)。
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 + cosAngle * 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、投影轉(zhuǎn)換
1.EPSG編碼與依賴
EPSG編碼是一種用于定義不同坐標(biāo)系的編碼,在java中利用proj4j庫配合EPSG編碼即可實現(xiàn)不同投影轉(zhuǎn)換。其實上面的不同坐標(biāo)系下坐標(biāo)變換也可以用此方法實現(xiàn),但代碼都較簡單不多贅述。
在Maven中添加下方依賴即可完成proj4j庫的添加,注意版本號自行修改。
<dependency>
<groupId>org.osgeo</groupId>
<artifactId>proj4j</artifactId>
<version>0.1.0</version>
</dependency>2.投影方式
UTM投影:
特點:保長度不保方向,適用南緯80到北緯84度,通常應(yīng)用于全球坐標(biāo),因此以六度分帶,且分帶從西經(jīng)180度起始,對應(yīng)國內(nèi)帶號加30。
EPSG:32601-32660,按帶號修改后兩位。
Web墨卡托投影:
特點:保方向不保長度,適用于服務(wù)集成交互。
EPSG:3857,只有一個是因為該投影方式認(rèn)為地球為規(guī)則球體。
高斯克呂格投影:
特點:與UTM類似但包含所有緯度,多用于國內(nèi)的坐標(biāo)。
EPSG:CGCS2000:4513-4554;北京54:2410-2442;西安80:2349-2390
各橢球的EPSG:WGS84:4326;CGCS2000:4490;西安80:4610;北京54:4214
3.示例
簡單示例,列出UTM投影、WGS84_N坐標(biāo)系時,滿足轉(zhuǎn)換的兩坐標(biāo)正反投影的結(jié)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){
// 創(chuàng)建CRS工廠
CRSFactory crsFactory = new CRSFactory();
// 創(chuàng)建UTM坐標(biāo)參考系統(tǒng)(CRS),這里以UTM 33N為例
CoordinateReferenceSystem utmCrs = crsFactory.createFromName("EPSG:" + sys1);
// 創(chuàng)建WGS84坐標(biāo)參考系統(tǒng)
CoordinateReferenceSystem wgs84Crs = crsFactory.createFromName("EPSG:" + sys2);
// 創(chuàng)建坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工廠
CoordinateTransformFactory transformFactory = new CoordinateTransformFactory();
if (xyTolb){
// 創(chuàng)建從UTM到WGS84的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器
CoordinateTransform transformToWgs84 = transformFactory.createTransform(utmCrs, wgs84Crs);
// 創(chuàng)建UTM坐標(biāo)點
ProjCoordinate utmPoint = new ProjCoordinate(argX, argY); // X, Y in meters
// 轉(zhuǎn)換到WGS84坐標(biāo)點
ProjCoordinate wgs84Point = new ProjCoordinate();
transformToWgs84.transform(utmPoint, wgs84Point);
// 打印WGS84坐標(biāo)
System.out.println("WGS84: " + wgs84Point.x + ", " + wgs84Point.y);
}else {
// 如果需要,可以創(chuàng)建從WGS84到UTM的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器
CoordinateTransform transformToUtm = transformFactory.createTransform(wgs84Crs,utmCrs);
// 創(chuàng)建UTM坐標(biāo)點
ProjCoordinate wgs84Point = new ProjCoordinate(argX, argY);
// 轉(zhuǎn)換回UTM坐標(biāo)點
ProjCoordinate utmPointBack = new ProjCoordinate();
transformToUtm.transform(wgs84Point, utmPointBack);
// 打印轉(zhuǎn)換回的UTM坐標(biāo)
System.out.println("UTM: " + utmPointBack.x + ", " + utmPointBack.y);
}
}
}總結(jié)
到此這篇關(guān)于java地理坐標(biāo)系及投影間轉(zhuǎn)換的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java地理坐標(biāo)系及投影間轉(zhuǎn)換內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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