arcgis for jsapi开发：坐标系、经纬度与平面坐标的互换

心已赠人 2022-03-14 12:00 783阅读 0赞

练武不练功，到老一场空。学习GIS开发，坐标系是绕不过去的，此乃基本概念，一定要搞清楚。某从事WEB GIS开发差不多2年，一直对这个坐标系感到模糊。这两天因为求解一个问题，方始有点认知。

GIS世界里，坐标系有很多，而且描述得十分抽象，让我们这些没有天赋，缺乏空间想象力的傻叉晕头转向。不过，对于arcgis for jsapi开发人员来说，经常接触的大概只有2种坐标系：

**一、4326地理坐标系**  
通常，我们说地图上的某个点，有经纬度，往往指的就是这种坐标系。

这种坐标系，属于地理坐标系。因为地球是个球体，所以，这是一种球面坐标系。

全称：GCS\_WGS\_1984，ID为4326，一般GPS、遥感影像、外业测绘数据等就采用它。当然，还有其他地理坐标系，如beijing54，xian80等等，4326只是其中之一。

var sr4326 = new SpatialReference({ wkid: 4326 });

**二、102113投影坐标系**

102113，全称：GCS\_WGS\_1984\_web\_mercator\_auxiliary\_sphere，又称为平面直角坐标系，笛卡尔平面坐标系，Google在线地图所采用。

如上所述，4326地理坐标系是球面坐标系，而我们用的2维地图，是平面的，所以一般用的是平面坐标系。球面坐标系如何换算到平面坐标系，采用投影法。投影法有很多，如米勒投影、墨卡托投影、高斯投影，等等。arcgis中，似乎一般就是墨卡托投影。墨卡托这个名字挺好听，有逼格，我喜欢。102113就是墨卡托投影法搞出来的，故而也可以将它称为墨卡托投影坐标系？

所谓的墨卡托投影是这样的：假设有一个圆锥体或圆柱体，刚好将地球包起来（就是切于地球的赤道），然后地球球心会发光，将地球的经纬线投影到圆锥体或圆柱体上面，这样就得到了地球的平面坐标。圆柱可以看作是特殊的圆锥，即顶点在无限远处。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9sZWZ0ZmlzdC5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][20190304165011883.png]  
使用这种方式得到的投影地图在两极会拉长，但经纬度是平行的直线。如图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9sZWZ0ZmlzdC5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

var sr102113 = new SpatialReference({ wkid: 102113 });

因为我们加载的底图一般都用它，也可以直接引用地图对象的：

var sr102113 = map.spatialReference;

如果不确定地图对象的坐标系，可以直接看看地图的地图服务：  
![在这里插入图片描述][2019030417030739.png]  
百度地图用的是102100（GCS\_WGS\_1984\_web\_mercator），应该也是一种墨卡托投影坐标系。

**三、坐标系转换**  
为啥要转换？

当然要转换了。

一般来说，我们拿到的空间数据，都是经纬度，属于所谓的球面坐标系，而平面地图用的是平面坐标系，不转换是不能使用的。但我平时开发过程中，对这个无感，那是因为api自动做了转换。比如说，我声明一个点对象：

var pt = new Point(longitude, latitude, new SpatialReference({ wkid: 4326 });//最后一个参数，注明要使用何种坐标系来创建本对象

那么，经纬度如何转化为平面坐标系中的点坐标呢？转化出来的点，其单位是什么呢？墨卡托投影，出来的点的坐标，单位是米。所以经纬度换算成平面坐标后，数值都很大：

XMin: 7750103.171888566
    YMin: 1252344.2714235506
    XMax: 1.693722247553803E7
    YMax: 7973910.790707026
    Spatial Reference: 102113  (3785)

上代码：

参考资料中有经纬度和平面坐标的互换代码，好像与我给的代码有点不同。我这个代码是同事给的，他是我司GIS的权威和专家。我没仔细比较，先记录下来。

**四、实际应用**  
有辆车，已知当前的坐标、车速和方向，求一段时间后，这辆车预计会到达哪里？

1、这里就要用到坐标转换了。因为经纬度的单位是度分秒，可不是米，假设15分钟后，车子走了10公里，你说它会到哪里？在赤道附近，经纬度一度都约为111公里；但在南北极，经度之间的距离是0！所以要将经纬度先转成平面坐标，再参加运算。

2、本问题是已知圆心（车辆当前位置）、半径（车辆所走的距离）、角度（方向），求圆弧上的点坐标。arcgis地图中，以正北方向为0度，顺时针起算。也就是说，y轴的正方向为0度。有：

圆心坐标(a,b)，半径r的圆的参数方程（根据三角比的定义可以得出）为：(以y轴正方向为0度，设 t 为圆上某一点的度数)  
x = a + r＊sin t  
y = b + r＊cos t  
所以圆上任一一点的坐标为 P(a + r＊sin t, b + r＊cos t)，（其中 t 为圆上某一点的度数）

幸甚至哉。

参考资料：  
[利用米勒投影法实现经纬度和平面坐标的相互转换][Link 1]  
[Web墨卡托坐标与WGS84坐标互转][Web_WGS84]

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[2019030417030739.png]: /images/20220313/272d4f91998c4ec5a9acba1a82fbfc13.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_32693445/article/details/79597213
[Web_WGS84]: https://www.cnblogs.com/liongis/archive/2012/06/13/2548061.html