国内地图坐标系介绍及常见地图(百度、高德、凯立德)之间的坐标系转换 JAVA

一、国内地图坐标系简介

1、 WGS84(地图坐标)

美国GPS使用的是WGS84的坐标系统。GPS系统获得的坐标系统,基本为标准的国际通用的WGS84坐标系统

2、 GCJ-02(火星坐标)

GCJ-02是由中国国家测绘局制订的地理信息系统的坐标系统。它是一种对经纬度数据的加密算法,即加入随机的偏差。国内出版的各种地图系统(包括电子形式),出于国家安全考虑,必须至少采用GCJ-02对地理位置进行首次加密。
所有的电子地图所有的导航设备,都需要加入国家保密插件。第一步,地图公司测绘地图,测绘完成后,送到国家测绘局,将真实坐标的电子地图,加密成“火星坐标”,这样的地图才是可以出版和发布的,然后才可以让GPS公司处理。第二步,所有的GPS公司,只要需要汽车导航的,需要用到导航电子地图的,统统需要在软件中加入国家保密算法,将COM口读出来的真实的坐标信号,加密转换成国家要求的保密的坐标,这样,GPS导航仪和导航电子地图就可以完全匹配,GPS也就可以正常工作。
在国内发行的地图都使用GCJ02进行首次加密,

地图 坐标系
百度地图 百度坐标(BD-09
腾讯搜搜地图 火星坐标
图吧MapBar地图 图吧坐标
高德MapABC地图API 火星坐标
凯立德地图 火星坐标(转为K码

I、 百度坐标:在GCJ02基础上,进行了BD-09二次加密措施,API支持从WGS/GCJ转换成百度坐标,不支持反转。

II、凯立德K码:

  • a) K码将地图分成了四块进行编码,中心点在内蒙的阿拉善左旗境内,该点的K码是7uy1yuy1y。以该点为中心分别在东西方向和南北方向画一条线当横纵(XY)坐标轴,那么第一象限(即东北方向的那块)的K码的第1位全部都是5,第2象限的K码的第一位全是6,第3、4象限的K码的第一位分别全是7、8。并且该点有4个K码,即用四个K码定位都是这一点,这四个K码分别是7uy1yuy1y、80000uy1y、500000000、6uy1y0000。

  • b) K码的第2-5位表示东西方向上的坐标,第6-9位代表南北方向上的坐标。实际上K码就是一个凯立德特有的34进制数,(26个字母加10个阿拉伯数字,再去掉不用的小写L和O共34个字符),这个34进制数从左向右从低位向高位排列(我们常用的10进制是从右向左由低位向高位排列),其中第2-5位东西方向上的数每一个单位代表2.5m左右,南北方向上的数每一个单位代表实际距离3米左右。比如80000uy1y向东约2.5米的点的K码就是81000uy1y,向东约34×2.5m的点的K码就是80100uy1y

  • c)K码与火星坐标可相互转换。

二、坐标系转换

1、地球坐标系(WGS)到火星坐标系(GCJ-02)的转换算法

var M_PI = 3.14159265358979324;  
var a = 6378245.0;  
var ee = 0.00669342162296594323;  
var x_pi = M_PI * 3000.0 / 180.0;  
function out_of_china(lat,  lon) {  
    if (lon < 72.004 || lon > 137.8347)  
        return true;  
    if (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)  
        return true;  
    return false;  
}  
function wgs2gcj_lat(x, y) {  
    var ret1 = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y  + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));  
    ret1 += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * M_PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x  * M_PI)) * 2.0 / 3.0;  
    ret1 += (20.0 * Math.sin(y * M_PI) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * M_PI)) * 2.0 / 3.0;  
    ret1 += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * M_PI) + 320 * Math.sin(y * M_PI  / 30.0)) * 2.0 / 3.0;  
    return ret1;  
}  
function wgs2gcj_lng(x, y) {  
    var ret2 = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1  * Math.sqrt(Math.abs(x));  
    ret2 += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * M_PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x  * M_PI)) * 2.0 / 3.0;  
    ret2 += (20.0 * Math.sin(x * M_PI) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * M_PI)) * 2.0 / 3.0;  
    ret2 += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * M_PI) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0  * M_PI)) * 2.0 / 3.0;  
    return ret2;  
}  
function wgs2gcj(poi) {  
    if (out_of_china(poi.lat, poi.lng)) {  
        return poi;  
    }  
    var poi2 = {};  
    var dLat = wgs2gcj_lat(poi.lng - 105.0, poi.lat - 35.0);  
    var dLon = wgs2gcj_lng(poi.lng - 105.0, poi.lat - 35.0);  
    var radLat = poi.lat / 180.0 * M_PI;  
    var magic = Math.sin(radLat);  
    magic = 1 - ee * magic * magic;  
    var sqrtMagic = Math.sqrt(magic);  
    dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * M_PI);  
    dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * M_PI);  
    poi2.lat = poi.lat + dLat;  
    poi2.lng = poi.lng + dLon;  
    return poi2;  
}

2、火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换算法

// 火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换算法  
function gcj2bd(poi) {  
    var poi2 = {};  
    var x = poi.lng, y = poi.lat;  
    var z = Math.sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * Math.sin(y * x_pi);  
    var theta = Math.atan2(y, x) + 0.000003 * Math.cos(x * x_pi);  
    poi2.lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;  
    poi2.lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;  
    return poi2;  
}  
function bd2gcj(poi) {  
    var poi2 = {};  
    var x = poi.lng - 0.0065, y = poi.lat - 0.006;  
    var z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * x_pi);  
    var theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * x_pi);  
    poi2.lng = z * Math.cos(theta);  
    poi2.lat = z * Math.sin(theta);  
    return poi2;  
} 

3、火星坐标系 (GCJ-02) 与凯立德K码 的转换算法

var codes = "0123456789abcdefghijkmnpqrstuvwxyz";  
function __decode(pch)  {  
    var v = 0;  
    for (var i = 3; i >= 0; --i)  
        v = v * 34 + (codes.indexOf(pch.charAt(i)));  
        v = v * 250 / 9;  
    return v;  
}  
  
function __encode(v)  {  
    var pch = "";  
    v = v * 9 / 250;  
    for (var i = 0; i < 4; ++i)  {  
        pch += codes.charAt(v % 34);  
        v /= 34;  
    }  
    return pch;  
}  
  
function DecodeLon(k)  {  
    var lon = __decode(k.substring(1, 5));  
    if (k.charAt(0) == '5' || k.charAt(0) == '8')  
        lon += 35000000;  
        lon += 70000000;  
    return lon/1000000.0;  
}  
  
function DecodeLat(k)  {  
    var lat = __decode(k.substring(5, 9));  
    if (k.charAt(0) <= '6')  
        lat += 35000000;  
        lat += 5000000;  
    return lat/1000000.0;  
}  
  
function Encode(lat, lon)  {  
    lat = parseInt(lat*1000000);  
    lon = parseInt(lon*1000000);  
    var k;  
    lon -= 70000000;  
    lat -= 5000000;  
    if (lat > 35000000)  
        if (lon <= 35000000)  
            k = "6";  
        else  
            k = "5";  
    else  
        if (lon <= 35000000)  
            k = "7";  
        else  
            k = "8";  
    if (lon > 35000000)  
        lon -= 35000000;  
    if (lat > 35000000)  
        lat -= 35000000;  
    k += __encode(lon);  
    k += __encode(lat);  
    return k;  
}  

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原文

GCJ-02转换BD-09 : Google地图经纬度转百度地图经纬度

BD-09转换GCJ-02 : 百度转Google

WGS-84到GCJ-02 : 即GPS 加偏

主要就是Google地图,百度地图,GPS经纬度偏移转换

/**
 * 用于构造地图中的坐标点
 * @author lw
 * **/
public class Point {
    
    private double lat;// 纬度
    private double lng;// 经度
    
    public Point() {
    }
    
    public Point(double lng, double lat) {
        this.lng = lng;
        this.lat = lat;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Point) {
            Point bmapPoint = (Point) obj;
            return (bmapPoint.getLng() == lng && bmapPoint.getLat() == lat) ? true : false;
        } else {
            return false;
        }
    }
    
    public double getLat() {
        return lat;
    }
    public void setLat(double lat) {
        this.lat = lat;
    }
    public double getLng() {
        return lng;
    }
    public void setLng(double lng) {
        this.lng = lng;
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Point [lat=" + lat + ", lng=" + lng + "]";
    }
    
}
/**
 * 地图坐标转换 google,baidu,gps
 * @author lw
 * @Time 2015年4月16日18:19:16
 * 
 * */
public class CoordinateConversion {
    private static final double x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;
    
    private static final double pi = 3.14159265358979324;
    private static final double a = 6378245.0;
    private static final double ee = 0.00669342162296594323;
    
    /**
     * gg_lat 纬度
     * gg_lon 经度
     * GCJ-02转换BD-09
     * Google地图经纬度转百度地图经纬度
     * */
    public static Point google_bd_encrypt(double gg_lat, double gg_lon){
        Point point=new Point();
        double x = gg_lon, y = gg_lat;
        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); 
        double bd_lon = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
        double bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
        point.setLat(bd_lat);
        point.setLng(bd_lon);
        return point;
    }
    
    /**
     * wgLat 纬度
     * wgLon 经度
     * BD-09转换GCJ-02
     * 百度转google
     * */
    public static Point bd_google_encrypt(double bd_lat, double bd_lon){
        Point point=new Point();
        double x = bd_lon - 0.0065, y = bd_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);  
        double gg_lon = z * Math.cos(theta);  
        double gg_lat = z * Math.sin(theta);  
        point.setLat(gg_lat);
        point.setLng(gg_lon);
        return point;
    }
    
    
    
    /**
     * wgLat 纬度
     * wgLon 经度
     * WGS-84 到 GCJ-02 的转换(即 GPS 加偏)
     * */
    public static Point wgs_gcj_encrypts(double wgLat, double wgLon) {
        Point point=new Point();
        if (outOfChina(wgLat, wgLon)) {
            point.setLat(wgLat);
            point.setLng(wgLon);
            return point;
        }
        double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double radLat = wgLat / 180.0 * pi;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi);
        dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * pi);
        double lat = wgLat + dLat;
        double lon = wgLon + dLon;
        point.setLat(lat);
        point.setLng(lon);
        return point;
    }
    
    
    public static void transform(double wgLat, double wgLon, double[] latlng) {
        if (outOfChina(wgLat, wgLon)) {
            latlng[0] = wgLat;
            latlng[1] = wgLon;
            return;
        }
        double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double radLat = wgLat / 180.0 * pi;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi);
        dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * pi);
        latlng[0] = wgLat + dLat;
        latlng[1] = wgLon + dLon;
    }

    private static boolean outOfChina(double lat, double lon) {
        if (lon < 72.004 || lon > 137.8347)
            return true;
        if (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)
            return true;
        return false;
    }

    private static double transformLat(double x, double y) {
        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 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;
    }
}

Google地图百度地图GPS经纬度偏移转换(JAVA)

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