proj4.js实现投影转换

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背景

EPSG的英文全称是European Petroleum Survey Group,中文名称为欧洲石油调查组织。这个组织成立于1986年,2005年并入IOGP(International Association of Oil & Gas Producers),中文名称为国际油气生产者协会。EPSG对世界的每一个地方都制定了地图,但是由于座标系不同,所以地图也各不相同。

比如对于中国来讲,以地球的几何球心为中心的地图就是EPSG:4479,以地球的椭球焦点为中心就是EPSG:4480,此外还有EPSG:4490,因为选择不同的座标系对于油气勘探的成本至关重要,所以有不同的座标系。

EPSG:4326
在世界地图方面,EPSG:4326是比较著名的一个,因为由美国主导的GPS系统就是在用它,它还有一个名气更大的别名叫作WGS84,WGS(World Geodetic System)是世界大地测量系统的意思,由于是1984年定义的,所以叫WGS84,之前的版本还有WGS72、WGS66、WGS60。

EPSG:3857
另一个比较知名的编码是EPSG:3857,这也是一张世界地图,目前主要是各大互联网地图公司以它为基准,例如Google地图,Microsoft地图都在用它。
所有这些EPSG编码的具体含义都可以在https://epsg.io上查到。

实现功能

本功能实现中国区域,

  • 北京54:BJ54_zone三度带、BJ54_zone六度带、BJ54_CM三度带、BJ54_CM六度带、BJ54地理坐标系、
  • 西安80:Xian80_zone三度带、Xian80_zone六度带、Xian80_CM三度带、Xian80_CM六度带、Xian80地理坐标系、
  • 国家2000:CGCS2000_zone三度带、CGCS2000_zone六度带、CGCS2000_CM三度带、CGCS2000_CM六度带、CGCS2000地理坐标系、
  • WGS84:WGS84地理坐标系、webMercator平面坐标系
    的相互转换,以及
  • 以上坐标系转换为WGS84UTM投影坐标系

代码

主功能代码:

  简单分析一下代码。

  想要通过proj4.js对投影坐标进行转换处理,需要:输入坐标系的EPSG输出坐标系的EPSGX值Y值。而用户输入:x值、y值、输入数据的坐标系、输入数据的投影带宽度、输出数据的坐标系、输出数据的投影带宽度。
  用户需要自己定义相应的EPSGid。


 

proj4.defs("EPSG:2401", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=75 +k=1 +x_0=25500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-25----73.5°E to 76.5°E

代码入口处分成了2类。

  1. 对于带宽1与带宽2都不为零,且带宽1不等于带宽2的情况,例:北京54 3度分带转成西安80 6度分带,需要通过代码将北京54的3度分带 坐标转换成 北京54 的地理坐标系,得到该位置的经纬度,然后将该位置的北京54地理坐标系的值转换成西安80的6度带坐标。
  2. 对于其他情况,则都可以通过一次转换得到结果。

整个过程:得到带号(非必须) ---> 得到输入数据和输出数据的EPSGid ---> 通过proj4方法进行转换

  • 得到带号:bandNumberCalculation()方法
      对输入的坐标进行分析,若x值小于180,则为输入数据为地理坐标系的经纬度值,对输入的投影带宽度(6、3)进行判定,得到该位置的带号。若x值大于180,则输入数据为投影坐标系,通过extractBandNumber()方法,得到输入X值得前2位,前2位即该投影坐标的带号。

  • 得到EPSGid。confirmEPSGid()方法
      在JSONData.js文件中,存储了需要调用的EPSGid,所以需要拼凑出有规律的唯一id,通过key得到存储在json中的id。JSONData.js文件中的key是通过 坐标系+带宽+带号 来区分的(例如:BJ54_zone_3_32)。所以通过case输入的坐标系,按照规则获得存储的EPSGid。注意:WGS84的UTM投影坐标系,带号起点计算是从180度经线自西向东计算,而高斯克吕格投影的带号计算是从0度经线开始计算,所以2种投影方式计算得到的带号是不同的。

  • 通过proj4方法进行转换。conversionMethod()方法


 

    var firstProjection = new proj4.Proj("EPSG:" + firstEPSGid);
    var secondProjection = new proj4.Proj("EPSG:" + secondEPSGid);
    var result = proj4.transform(firstProjection, secondProjection, [longitude, latitude]);

    return result;

通过以上代码,输入参数,返回值为object,里面包含x,y属性

全部代码

/**
 * 投影转换方法
 * @param longitude  经度 x值
 * @param latitude  纬度 y值
 * @param firstCoordinateSystem  输入数据的坐标系  取值:BJ54_zone; BJ54_CM; BJ54; Xian80_zone; Xian80_CM; Xian80;
 * @param firstProjectedBandWidth  输入数据的投影带宽度  取值: 3 , 6 , 0
 * @param secondCoordinateSystem  输出数据的坐标系  取值:BJ54_zone; BJ54_CM; BJ54; Xian80_zone; Xian80_CM; Xian80;
 * @param secondProjectedBandWidth  输出数据的投影带宽度  取值: 3 , 6 , 0
 * @returns result  输出结果,类型为object类,里面包含 x,y 属性
 */
function projectionConversionMethod(longitude, latitude, firstCoordinateSystem, firstProjectedBandWidth, secondCoordinateSystem, secondProjectedBandWidth) {

    // 输出数据
    var result;  //输出结果,类型为object类,里面包含 x,y 属性

    //如果带宽1与带宽2都不为零,且带宽1不等于带宽2
    if ((firstProjectedBandWidth + secondProjectedBandWidth) === 9) {
        var middleCoordinateSystem = getGeographic(firstCoordinateSystem);
        var obj = projectionConversionMethod(longitude, latitude, firstCoordinateSystem, firstProjectedBandWidth, middleCoordinateSystem, 0);
        result = projectionConversionMethod(obj.x, obj.y, middleCoordinateSystem, 0, secondCoordinateSystem, secondProjectedBandWidth);
        return result;
    } else {
        result = mainMethod(longitude, latitude, firstCoordinateSystem, firstProjectedBandWidth, secondCoordinateSystem, secondProjectedBandWidth);
        return result;
    }

}


/**
 * 带号-->EPSGid-->result
 * @param longitude
 * @param latitude
 * @param firstCoordinateSystem
 * @param firstProjectedBandWidth
 * @param secondCoordinateSystem
 * @param secondProjectedBandWidth
 * @returns {result}
 */
function mainMethod(longitude, latitude, firstCoordinateSystem, firstProjectedBandWidth, secondCoordinateSystem, secondProjectedBandWidth) {
    // 通过输入数据计算获得
    // var firstBandNumber  输入数据的带号
    // var secondBandNumber  输出数据的带号
    // var firstEPSGid  输入的坐标系的EPSG Id
    // var secondEPSGid  输出的坐标系的EPSG Id

    //得到带号
    var firstBandNumber = bandNumberCalculation(longitude, firstProjectedBandWidth);
    var secondBandNumber = bandNumberCalculation(longitude, secondProjectedBandWidth);

    //得到输入EPSGid和输出EPSGid
    var firstEPSGid = confirmEPSGid(firstCoordinateSystem, firstProjectedBandWidth, firstBandNumber);
    var secondEPSGid = confirmEPSGid(secondCoordinateSystem, secondProjectedBandWidth, secondBandNumber);

    return conversionMethod(longitude, latitude, firstEPSGid, secondEPSGid);
}


/**
 * 确定数据的EPSGid
 * @param coordinateValue  传入 用户定义的 数据的坐标系 的值
 * @param bandWidth  传入 用户定义的 投影带宽度 的值
 * @param bandNumber  传入 带号
 */
function confirmEPSGid(coordinateValue, bandWidth, bandNumber) {
    var EPSGid;
    var key = coordinateValue + "_" + bandWidth + "_" + bandNumber;
    switch (coordinateValue) {
        case "BJ54":
            EPSGid = BJ54_JSON[coordinateValue];
            break;
        case "Xian80":
            EPSGid = Xian80_JSON[coordinateValue];
            break;
        case "CGCS2000":
            EPSGid = CGCS2000_JSON[coordinateValue];
            break;
        case "WGS84":  //WGS 84-WGS84-1984年世界大地测量系统,用于GPS
            EPSGid = "4326";
            break;
        case "webMercator":  //WGS 84 /伪墨卡托-球形墨卡托,谷歌地图,OpenStreetMap,必应,ArcGIS,ESRI
            EPSGid = "3857";
            break;
        case "WGS84UTM":  //仅限中国区域
            key = "WGS84UTM_zone_" + (bandNumber+30) + "N";
            EPSGid = WGS84UTM_JSON[key];
            break;

        case "BJ54_zone":
        case "BJ54_CM":
            EPSGid = BJ54_JSON[key];
            break;
        case "Xian80_zone":
        case "Xian80_CM":
            EPSGid = Xian80_JSON[key];
            break;
        case "CGCS2000_zone":
        case "CGCS2000_CM":
            EPSGid = CGCS2000_JSON[key];
            break;

        default:
            alert("输入坐标系有误!");
    }
    return EPSGid;
}


/**
 * 投影带的带号计算:通过用户输入的经纬度及定义的投影带宽度,得到该经纬度下投影带的带号
 * @param long  输入 用户输入的经度
 * @param projectedBandWidth  输入 用户定义的投影带宽度
 * @returns {number}  返回  经纬度下投影带的带号
 */
function bandNumberCalculation(long, projectedBandWidth) {
    var num;
    if (long <= 180) {
        if (projectedBandWidth === 6) {
            num = Math.floor(long / projectedBandWidth) + 1;
        } else if (projectedBandWidth === 3) {
            num = Math.floor((long - 1.5) / projectedBandWidth) + 1;
        } else {
            num = 0;
        }
    } else {
        num = extractBandNumber(long);
    }
    return num;
}

/**
 * 输入经纬度及EPSGid,得到转换后的结果
 * @param longitude  经度
 * @param latitude  纬度
 * @param firstEPSGid  输入坐标系的EPSGid
 * @param secondEPSGid  输出坐标系的EPSGid
 * @returns result  输出结果,类型为object类,里面包含 x,y 属性
 */
function conversionMethod(longitude, latitude, firstEPSGid, secondEPSGid) {
    var firstProjection = new proj4.Proj("EPSG:" + firstEPSGid);
    var secondProjection = new proj4.Proj("EPSG:" + secondEPSGid);
    var result = proj4.transform(firstProjection, secondProjection, [longitude, latitude]);

    return result;
}

/**
 * 从投影坐标的 x 值中提取前2位,作为带号
 * @param value 传入投影坐标的 x 值
 * @returns {number} 将带号返回
 */
function extractBandNumber(value) {
    var str = String(value);
    var num = str.substring(0, 2);
    return Number(num);
}

/**
 * 通过名称处理,得到投影坐标系对应的地理坐标系
 * @param projection  传入投影坐标系的名称
 * @returns {string}  返回对应的地理坐标系的名称
 */
function getGeographic(projection) {
    var num_ = projection.indexOf("_");
    return projection.substring(0, num_);
}
    
    
    
    
    
    
    
var BJ54_JSON = {
    "BJ54_zone_3_25": "2401",
    "BJ54_zone_3_26": "2402",
    "BJ54_zone_3_27": "2403",
    "BJ54_zone_3_28": "2404",
    "BJ54_zone_3_29": "2405",
    "BJ54_zone_3_30": "2406",
    "BJ54_zone_3_31": "2407",
    "BJ54_zone_3_32": "2408",
    "BJ54_zone_3_33": "2409",
    "BJ54_zone_3_34": "2410",
    "BJ54_zone_3_35": "2411",
    "BJ54_zone_3_36": "2412",
    "BJ54_zone_3_37": "2413",
    "BJ54_zone_3_38": "2414",
    "BJ54_zone_3_39": "2415",
    "BJ54_zone_3_40": "2416",
    "BJ54_zone_3_41": "2417",
    "BJ54_zone_3_42": "2418",
    "BJ54_zone_3_43": "2419",
    "BJ54_zone_3_44": "2420",
    "BJ54_zone_3_45": "2421",

    "BJ54_CM_3_25": "2422",
    "BJ54_CM_3_26": "2423",
    "BJ54_CM_3_27": "2424",
    "BJ54_CM_3_28": "2425",
    "BJ54_CM_3_29": "2426",
    "BJ54_CM_3_30": "2427",
    "BJ54_CM_3_31": "2428",
    "BJ54_CM_3_32": "2429",
    "BJ54_CM_3_33": "2430",
    "BJ54_CM_3_34": "2431",
    "BJ54_CM_3_35": "2432",
    "BJ54_CM_3_36": "2433",
    "BJ54_CM_3_37": "2434",
    "BJ54_CM_3_38": "2435",
    "BJ54_CM_3_39": "2436",
    "BJ54_CM_3_40": "2437",
    "BJ54_CM_3_41": "2438",
    "BJ54_CM_3_42": "2439",
    "BJ54_CM_3_43": "2440",
    "BJ54_CM_3_44": "2441",
    "BJ54_CM_3_45": "2442",

    "BJ54_zone_6_13": "21413",
    "BJ54_zone_6_14": "21414",
    "BJ54_zone_6_15": "21415",
    "BJ54_zone_6_16": "21416",
    "BJ54_zone_6_17": "21417",
    "BJ54_zone_6_18": "21418",
    "BJ54_zone_6_19": "21419",
    "BJ54_zone_6_20": "21420",
    "BJ54_zone_6_21": "21421",
    "BJ54_zone_6_22": "21422",
    "BJ54_zone_6_23": "21423",

    "BJ54_CM_6_13": "21453",
    "BJ54_CM_6_14": "21454",
    "BJ54_CM_6_15": "21455",
    "BJ54_CM_6_16": "21456",
    "BJ54_CM_6_17": "21457",
    "BJ54_CM_6_18": "21458",
    "BJ54_CM_6_19": "21459",
    "BJ54_CM_6_20": "21460",
    "BJ54_CM_6_21": "21461",
    "BJ54_CM_6_22": "21462",
    "BJ54_CM_6_23": "21463",

    "BJ54": "4214",
};
//北京54--3度带--zone
proj4.defs("EPSG:2401", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=75 +k=1 +x_0=25500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-25----73.5°E to 76.5°E
proj4.defs("EPSG:2402", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=78 +k=1 +x_0=26500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-26----76.5°E to 79.5°E
proj4.defs("EPSG:2403", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=81 +k=1 +x_0=27500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-27----79.5°E to 82.5°E
proj4.defs("EPSG:2404", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=84 +k=1 +x_0=28500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-28----82.5°E to 85.5°E
proj4.defs("EPSG:2405", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=87 +k=1 +x_0=29500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-29----85.5°E to 88.5°E
proj4.defs("EPSG:2406", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=90 +k=1 +x_0=30500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-30----88.5°E to 91.5°E
proj4.defs("EPSG:2407", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=93 +k=1 +x_0=31500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-31----91.5°E to 94.5°E
proj4.defs("EPSG:2408", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=96 +k=1 +x_0=32500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-32----94.5°E to 97.5°E
proj4.defs("EPSG:2409", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=99 +k=1 +x_0=33500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-33----97.5°E to 100.5°E
proj4.defs("EPSG:2410", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=102 +k=1 +x_0=34500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-34----100.5°E to 103.5°E
proj4.defs("EPSG:2411", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=105 +k=1 +x_0=35500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-35----103.5°E to 106.5°E
proj4.defs("EPSG:2412", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=108 +k=1 +x_0=36500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-36----106.5°E to 109.5°E
proj4.defs("EPSG:2413", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=111 +k=1 +x_0=37500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-37----109.5°E to 112.5°E
proj4.defs("EPSG:2414", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=114 +k=1 +x_0=38500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-38----112.5°E to 115.5°E
proj4.defs("EPSG:2415", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=117 +k=1 +x_0=39500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-39----115.5°E to 118.5°E
proj4.defs("EPSG:2416", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=120 +k=1 +x_0=40500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-40----118.5°E to 121.5°E
proj4.defs("EPSG:2417", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=123 +k=1 +x_0=41500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-41----121.5°E to 124.5°E
proj4.defs("EPSG:2418", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=126 +k=1 +x_0=42500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-42----124.5°E to 127.5°E
proj4.defs("EPSG:2419", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=129 +k=1 +x_0=43500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-43----127.5°E to 130.5°E
proj4.defs("EPSG:2420", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=132 +k=1 +x_0=44500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-44----130.5°E to 133.5°E
proj4.defs("EPSG:2421", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=135 +k=1 +x_0=45500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-zone-45----133.5°E to 136.5°E
//北京54--3度带--CM
proj4.defs("EPSG:2422", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=75 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-75E----73.5°E to 76.5°E
proj4.defs("EPSG:2423", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=78 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-78E----76.5°E to 79.5°E
proj4.defs("EPSG:2424", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=81 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-81E----79.5°E to 82.5°E
proj4.defs("EPSG:2425", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=84 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-84E----82.5°E to 85.5°E
proj4.defs("EPSG:2426", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=87 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-87E----85.5°E to 88.5°E
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proj4.defs("EPSG:2436", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=117 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-117E----115.5°E to 118.5°E
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proj4.defs("EPSG:2438", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=123 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-123E----121.5°E to 124.5°E
proj4.defs("EPSG:2439", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=126 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-126E----124.5°E to 127.5°E
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proj4.defs("EPSG:2441", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=132 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-132E----130.5°E to 133.5°E
proj4.defs("EPSG:2442", "+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=135 +k=1 +x_0=500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +no_defs ");  //北京1954-3度分带-高斯克吕格投影-CM-135E----133.5°E to 136.5°E

 

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