电子地图坐标系统研究整理

一、电子地图坐标系统简介

WGS-84坐标系：即地球坐标系，国际经纬度坐标标准

GCJ-02坐标系：即火星坐标系，WGS84坐标系经加密后的坐标系，国测局制定。

BD-09坐标系：即百度坐标系，GCJ02坐标系经加密后的坐标系。

GCJ-02坐标系统，就是在标准的WGS-84坐标系统上进行了人为的偏移，比如Google地图、腾讯SOSO地图等就是直接使用了国家GCJ-02坐标系统，我们有一个不成文的说法，前者叫地球坐标，后者叫火星坐标，并且，火星坐标是无法转换成地球坐标的(网上虽然有一定的方法，但基本上都是基于偏移数据库，精度较高的数据库需要购买，当然这都是一种破解手段)。

所有的电子地图、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，都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也就可以正常工作了。

API	坐标系
百度地图API	百度坐标
腾讯搜搜地图API	火星坐标
搜狐搜狗地图API	搜狗坐标*
阿里云地图API	火星坐标
图吧MapBar地图API	图吧坐标
高德MapABC地图API	火星坐标
灵图51ditu地图API	火星坐标

注1：百度地图使用百度坐标，支持从地球坐标和火星坐标导入成百度坐标，但无法导出。并且批量坐标转换一次只能转换20个(待验证)。

注2：搜狗地图支持直接显示地球坐标，支持地球坐标、火星坐标、百度坐标导入成搜狗坐标，同样，搜狗坐标也无法导出。

说完坐标系统，我们自然能够知道这里的问题，通过以下问题，来说说我对此的研究。

二、各个坐标系的相互转换

1.火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换算法

其中 bd_encrypt 将 GCJ-02 坐标转换成 BD-09 坐标， bd_decrypt 反之。

void bd_encrypt(double gg_lat, double gg_lon, double &bd_lat, double &bd_lon)
{
double x = gg_lon, y = gg_lat;
double z = sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * sin(y * x_pi);
double theta = atan2(y, x) + 0.000003 * cos(x * x_pi);
bd_lon = z * cos(theta) + 0.0065;
bd_lat = z * sin(theta) + 0.006;
}
void bd_decrypt(double bd_lat, double bd_lon, double &gg_lat, double &gg_lon)
{
double x = bd_lon - 0.0065, y = bd_lat - 0.006;
double z = sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * sin(y * x_pi);
double theta = atan2(y, x) - 0.000003 * cos(x * x_pi);
gg_lon = z * cos(theta);
gg_lat = z * sin(theta);
}

2.地球坐标系 (WGS-84) 到火星坐标系 (GCJ-02) 的转换算法

WGS-84 到 GCJ-02 的转换（即 GPS 加偏）算法

using System;
namespace Navi
{
class EvilTransform
{
const double pi = 3.14159265358979324;
//
// Krasovsky 1940
//
// a = 6378245.0, 1/f = 298.3
// b = a * (1 - f)
// ee = (a^2 - b^2) / a^2;
const double a = 6378245.0;
const double ee = 0.00669342162296594323;
//
// World Geodetic System ==> Mars Geodetic System
public static void transform(double wgLat, double wgLon, out double mgLat, out double mgLon)
{
if (outOfChina(wgLat, wgLon))
{
mgLat = wgLat;
mgLon = 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);
mgLat = wgLat + dLat;
mgLon = wgLon + dLon;
}
static bool 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;
}
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;
}
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;
}
}
}

以上参考自：http://www.xue5.com/Mobile/iOS/679842.html

3.百度在线转换API

http://api.map.baidu.com/ag/coord/convert?from=0&to=4&x=longitude&y=latitude
from: 来源坐标系   （0 表示 WGS-84 坐标；2 表示GCJ-02 坐标）
to: 转换后的坐标  (4 表示 BD-09 坐标，即百度地图使用的行）
x: 经度
y: 纬度

请求之后会返回一串Json

{
"error":0,
"x":"MTIxLjUwMDIyODIxNDk2",
"y":"MzEuMjM1ODUwMjYwMTE3"
}
error：是结果是否出错标志位，0 表示成功
x: 坐标系 2 时为经度，4 时为纬度(Base64编码)
y: 坐标系 4 时为经度，2 时为纬度(Base64编码)

什么情况，经纬度居然还加密？那接下来也只好见招拆招了

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64;
public class BaiduAPIConverter extends Thread {
public static void testPost(String x, String y) throws IOException {
try {
URL url = new URL("http://api.map.baidu.com/ag/coord/convert?from=2&to=4&x="+ x + "&y=" + y);
URLConnection connection = url.openConnection();
connection.setDoOutput(true);
OutputStreamWriter out = new OutputStreamWriter(connection.getOutputStream(), "utf-8");
// remember to clean up
out.flush();
out.close();
// 一旦发送成功，用以下方法就可以得到服务器的回应：
String sCurrentLine, sTotalString;
sCurrentLine = sTotalString = "";
InputStream l_urlStream;
l_urlStream = connection.getInputStream();
BufferedReader l_reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(l_urlStream));
while ((sCurrentLine = l_reader.readLine()) != null) {
if (!sCurrentLine.equals(""))
sTotalString += sCurrentLine;
}
sTotalString = sTotalString.substring(1, sTotalString.length() - 1);
String[] results = sTotalString.split("\\,");
if (results.length == 3) {
if (results[0].split("\\:")[1].equals("0")) {
String mapX = results[1].split("\\:")[1];
String mapY = results[2].split("\\:")[1];
mapX = mapX.substring(1, mapX.length() - 1);
mapY = mapY.substring(1, mapY.length() - 1);
mapX = new String(Base64.decode(mapX));
mapY = new String(Base64.decode(mapY));
System.out.println("\t" + mapX + "\t" + mapY);
}
}
sleep(10000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
/**
* @param args
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
testPost("120.151379", "30.184678");
System.out.println("ok");
}
}

到这里也差不多好了，主要的代码都写出来了，其他的您就自己写吧。

以上参考自：http://scalpel.me/archives/136

四、百度内置转换方法，可以不局限于百度定位SDK

在百度地图中取得WGS-84坐标，调用如下方法：

BMapManager.getLocationManager().setLocationCoordinateType(MKLocationManager.MK_COORDINATE_WGS84);

这样从百度api中取得的坐标就是WGS-84了，可是这种坐标如果显示到百度地图上就会偏移，也就是说取出一个坐标，原封不动的显示上去就偏移了，所以为了显示也是正常就需要在绘制到百度地图上之前转换成BD-09。

转换成BD-09，调用方法：

GeoPoint wgs84;
GeoPoint bd09= CoordinateConvert.bundleDecode(CoordinateConvert.fromWgs84ToBaidu(wgs84))；

这里实在不明白为何要设计成CoordinateConvert.fromWgs84ToBaidu(wgs84)返回了一个Bundle，所以还需要CoordinateConvert.bundleDecode()再转成GeoPoint。

参考文章：

国内各地图API坐标系统比较与转换

关于百度地图坐标转换接口的研究

构建自己的百度地图坐标纠偏数据库

GPS纠偏算法，适用于google,高德体系的地图