java实现常用地图坐标转换

java实现常用的几种在线地图(天地图、百度地图、高德地图)坐标系之间的转换算法;

首先说明一下常用的几种地图所用的坐标系:

百度地图 :bd09II坐标。首先了解一下火星坐标,它是在国际标准坐标WGS-84上进行的一次加密,由于国内的电子地图都要至少使用火星坐标进行一次加密,百度直接就任性一些,直接自己又研究了一套加密算法,来了个二次加密,这就是我们所熟知的百度坐标(BD-09)。

高德地图 :gcj02坐标,也称为火星坐标。火星坐标是国家测绘局为了国家安全在原始坐标的基础上进行偏移得到的坐标,基本国内的电子地图、导航设备都是采用的这一坐标系或在这一坐标的基础上进行二次加密得到的。

天地图 :CGCS2000,2000国家大地坐标系;我们其实很多时候直接用WGS84的坐标来代替CGCS2000坐标。因为CGCS2000的定义与WGS84实质一样。采用的参考椭球非常接近。扁率差异引起椭球面上的纬度和高度变化最大达0.1mm。当前测量精度范围内,可以忽略这点差异。可以说两者相容至cm级水平,但若一点的坐标精度达不到cm水平,则不认为CGCS2000和WGS84的坐标是相容的。

工具类代码如下:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @FileName: CoordinatesTransformControllerUtil
 * @Description: 坐标转换工具类   天地图使用的是地球坐标系(WGS84); 高德地图使用的是火星坐标系(GCJ02); 百度地图使用的是百度坐标(bd09II)
 * @author: myp
 * @create: 2020-12-23 15:36
 * @Copyright: (c) 2020年 宏信动力(北京)科技有限公司
 */
public class CoordinatesTransformControllerUtil {

    private static final double X_PI = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
    private static final double PI = 3.14159265358979324;
    // 卫星椭球坐标投影到平面地图坐标系的投影因子。  地球长半径
    private static final double EARTH_MAJOR_RADIUS = 6378245.0;
    // 椭球的偏心率。
    private static final double ECCENTRICITY_RATIO = 0.00669342162296594323;

    /**
     * @Discription: 百度坐标(bd09II)转火星坐标(GCJ02)
     * @Param lat  百度坐标纬度
     * @Param lon  百度坐标经度
     * @Created on: 2020/12/23 15:40
     * @author muyuanpei
     */
    public static Map baiduTomars(double lat, double lon) {
        Map mars_point = new HashMap<>();
        mars_point.put("lon", 0D);
        mars_point.put("lat", 0D);

        double x = lon - 0.0065;
        double y = lat - 0.006;
        double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
        double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
        mars_point.put("lon", z * Math.cos(theta));
        mars_point.put("lat", z * Math.sin(theta));
        return mars_point;
    }

    /**
     * @Discription: 火星坐标系(GCJ02)转百度坐标系(bd09II)
     * @Param gcjLat  火星坐标纬度
     * @Param gcjLon  火星坐标经度
     * @Created on: 2020/12/23 15:42
     * @author muyuanpei
     */
    public static Map marsTobaidu(double gcjLat, double gcjLon) {
        HashMap baidu_point = new HashMap<>();
        baidu_point.put("lon", 0D);
        baidu_point.put("lat", 0D);

        double x = gcjLon;
        double y = gcjLat;
        double z = Math.sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
        double theta = Math.atan2(y, x) + 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
        baidu_point.put("lon", z * Math.cos(theta) + 0.0065);
        baidu_point.put("lat", z * Math.sin(theta) + 0.006);
        return baidu_point;
    }

    /**
     * @Discription: 火星坐标系(GCJ02)转地球坐标系(WGS84)
     * @Param lat  火星坐标纬度
     * @Param lon  火星坐标经度
     * @Created on: 2020/12/23 15:42
     * @author muyuanpei
     */
    public static Map transformGCJ2WGS(double gcjLat, double gcjLon) {
        Map map = delta(gcjLat, gcjLon);
        double lat = map.get("lat");
        double lon = map.get("lon");
        map.get("lon");
        map.put("lat", gcjLat - lat);
        map.put("lon", gcjLon - lon);
        return map;
    }


    private static Map delta(double lat, double lon) {
        double dLat = transformLat(lon - 105.0, lat - 35.0, PI);
        double dLon = transformLon(lon - 105.0, lat - 35.0, PI);
        double radLat = lat / 180.0 * PI;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ECCENTRICITY_RATIO * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((EARTH_MAJOR_RADIUS * (1 - ECCENTRICITY_RATIO)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
        dLon = (dLon * 180.0) / (EARTH_MAJOR_RADIUS / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * PI);

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("lat", dLat);
        map.put("lon", dLon);
        return map;
    }

    /**
     * @Discription: 地球坐标系(WGS - 84)转火星坐标系(GCJ)
     * @Param wgLat  地球坐标纬度
     * @Param wgLon  地球坐标经度
     * @Created on: 2020/12/23 15:42
     * @author muyuanpei
     */
    public static Map transform(double wgLat, double wgLon) {

        HashMap mars_point = new HashMap<>();
        mars_point.put("lon", 0D);
        mars_point.put("lat", 0D);
        // 如果是国外坐标点,则直接返回传进来的坐标点
        if (outOfChina(wgLon, wgLat)) {
            mars_point.put("lon", wgLon);
            mars_point.put("lat", wgLat);
            return mars_point;
        }
        // 如果为国内坐标点,则计算偏移量
        double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0, PI);
        double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0, PI);
        double radLat = wgLat / 180.0 * PI;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ECCENTRICITY_RATIO * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((EARTH_MAJOR_RADIUS * (1 - ECCENTRICITY_RATIO)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
        dLon = (dLon * 180.0) / (EARTH_MAJOR_RADIUS / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * PI);
        mars_point.put("lon", wgLon + dLon);
        mars_point.put("lat", wgLat + dLat);

        return mars_point;
    }

    // 公共方法
    /*判断是否在国内,不在国内则不做偏移*/
    private static boolean outOfChina(double lon, double lat) {
        if ((lon < 72.004 || lon > 137.8347) && (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    private static double transformLat(double x, double y, double pi) {
        double ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(y * pi) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * pi) + 320 * Math.sin(y * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }

    private static double transformLon(double x, double y, double pi) {
        double ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(x * pi) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * pi) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }

}

编写主方法测试代码如下:

 public static void main(String[] args) {

        // 测试坐标使用的都是"北京市西城区南礼士路66号建威大厦的坐标"

        Map map = new HashMap<>();

        double bdLat = 39.914366;  // bd09II  纬度lat
        double bdLon = 116.359607;  // bd09II  经度lon
        map = CoordinatesTransformControllerUtil.baiduTomars(bdLat, bdLon);

        System.out.println("火星坐标---->     " + map.get("lon") + "," + map.get("lat"));

        double gcjLat = 39.90864691717627;  // gcj02  纬度lat
        double gcjLon = 116.35317652415766; // gcj02  经度lon
        map = CoordinatesTransformControllerUtil.marsTobaidu(gcjLat, gcjLon);

        System.out.println("百度坐标---->    " + map.get("lon") + "," + map.get("lat"));

        map = CoordinatesTransformControllerUtil.transformGCJ2WGS(gcjLat, gcjLon);

        System.out.println("地球坐标---->     " + map.get("lon") + "," + map.get("lat"));

        double wgLat = 39.9073; // wgs84  纬度lat
        double wgLon = 116.3470; // wgs84  经度lon
        map = CoordinatesTransformControllerUtil.transform(wgLat, wgLon);

        System.out.println("火星坐标---->     " + map.get("lon") + "," + map.get("lat"));
    }

使用JavaScript实现可参考:https://blog.csdn.net/qq_36377037/article/details/86479796

欢迎参考学习!!!

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