地理坐标转换

一、基本理论

1.中南大学 《GPS测量原理及应用》授课教案 第二章 坐标系统和时间系统 内容简介：

• GPS两大类坐标系(即:天球坐标系和地球坐标系)的定义和建立方法
• WGS-84坐标系和我国大地坐标系的建立
• 各种坐标系统之间的转换问题

2.国际石油与天然气生产商协会（International Association of Oil & Gas producers）提供的

《Coordinate Conversions and Transformations including Formulas》，文档详细描述了各种坐标转换公式。

内容简介：介绍了各种地图投影的方式及各坐标系统相互转换公式。

《坐标系转换公式》由青岛海洋地质研究所——戴勤奋 译。

3.维基百科——Mercator Projection

External links

• Ad maiorem Gerardi Mercatoris gloriam – contains high-resolution images of the 1569 world map by Mercator.
• Table of examples and properties of all common projections, from radicalcartography.net.
• An interactive Java Applet to study the metric deformations of the Mercator Projection.
• Web Mercator: Non-Conformal, Non-Mercator (Noel Zinn, Hydrometronics LLC)
• Mercator's Projection at University of British Columbia
• Mercator's Projection at Wolfram MathWorld

二、实际应用

在实际应用中，涉及最多有两种坐标转换方式：平面四参数转换模型和Bursa七参数转换模型。

1.平面四参数转换模型

适用对象：同一投影带（中央子午线）下高斯平面坐标。

适用范围：20-30平方公里范围内，超过此范围误差会较大。

要求：必须换算到同一投影带下进行参数求解。

2.Bursa七参数转换模型

适用对象：以参考椭球中心为坐标原点的不同椭球基准下的空间直角坐标系。

适用范围：任意椭球基准的空间直角坐标系。

要求：必须换算到空间直角坐标系进行参数求解，

参数求解过程中会涉及到高斯正反算、大地坐标与空间直角坐标的转换

3.仿射变换_六参数转换模型

与平面四参数转换模型类似，基本原理请参考：opencv仿射变换基本原理

三、应用延伸

1.三维空间与二维空间转换七参数求解新方法（武汉大学，谢鸣宇、姚宜斌）

2.二维空间与三维空间转换参数确定新法（武汉大学，王广兴、何薇）

3.多项式拟合法

•     一种有效的平面坐标系坐标转换方法探讨（武汉大学、钦州市测绘院）
•     用二次多项式实现54坐标到80坐标的转换

四、瓦片地图坐标

1. Google 地图切片URL地址解析

2. 瓦片坐标系定义及应用、转换等。 

后记：通过对本文罗列内容的详细学习，定能对地理坐标转换有深入的认识和理解，可以解决实际中绝大多数的坐标转换问题。

参考：

《欧洲石油勘探组织》发布的 《EPSG DATASET SUPPORTING DOCUMENTATION》包含四个部分，详见官网：

1.Using the EPSG geodetic parameter dataset
2.Coordinate Conversions and Transformations including Formulas
3.EPSG Geodetic Parameter Registry – Developer Guide
4.EPSG Geodetic Parameter Relational Database – Developers Guide