总的来说,坐标系可以分为两大类:地理坐标系(Geographic Coordinate System, GCS)和投影坐标系(Projected Coordinate System, PCS),地理坐标系进行地图投影后就变成了投影坐标系。例如我们常见的世界地图,使用的就是一种 墨卡托投影 。
其中地理坐标系又可分为 参心坐标系 和 地心坐标系 ,常见的参心坐标系 北京54 、 西安80 ,常见的地心坐标系有WGS84、GCJ-02、BD-09、GCS2000,这篇文章的侧重点是 地心坐标系 ,其他内容不再赘述,有兴趣可以参考相关文章:
WGS84是为 GPS 全球定位系统建立的坐标系统,是世界上第一个统一的地心坐标系,因此也被称为 大地坐标系 、 原始坐标系 。一般通过GPS记录仪记录下来的经纬度,就是基于WGS84坐标系的数据。
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,是在WGS84经纬度的基础上执行加密算法而成。因为GPS得到的经纬度直接在 GCJ-02 坐标系下会定位到错误的地点,有种到了火星的感觉,因此在坊间也将 GCJ-02 戏称为 火星坐标系 。
国测局规定,国内出版的各种地图系统(包括电子形式),必须至少采用 GCJ-02 对地理位置进行首次加密的坐标系,高德和Google在国内都是使用 GCJ-02 坐标系,而百度使用的是在 GCJ-02 基础上再一次加密的 BD-09 坐标系。
举个例子,北京天安门中心的GPS经纬度是 39°54'26.2"N,116°23'28.4"E ,转化为度的单位就是 39.907270, 116.391213 (提示:小数部分 = 分 / 60 + 秒 / 3600),我们在谷歌地图(或高德地图)里定位到这个经纬度看看:
可以明显观察到偏移,现在我们将 GPS 坐标转换为 GCJ-02 坐标: 116.397454,39.908671 ,再定位一次:
需要注意的是,如果切换到谷歌地图的卫星地图模式,它使用的是WGS84坐标系哦,此时使用天门门的 GPS 坐标可以定位到正确位置,如下所示:
主流地图在各个地区使用的坐标系(数据出处: 百度 、 高德 )
国测局规定:互联网地图在国内必须至少使用 GCJ02 进行首次加密,不允许直接使用 WGS84 坐标下的地理数据,同时任何坐标系均不可转换为 WGS84 坐标。因此不存在将 GCJ-02 坐标转换为 WGS84 坐标的官方转换方法。
因为 高德和百度 SDK 没有提供从 GCJ-02 坐标转换为 WGS84 的方法,或者你不希望集成 SDK 来转换坐标系,可以参考 这篇文章 。