04-地图开发中的坐标系系统(二)

因为投影方式的不同，所以并没有一个严格的标准且统一的方式来表述某个点的位置。当没有统一标准的时候，就会存在很多体系标准，而当各种体系标准变得庞大且失去统一管理的时候，人们想将不同体系之间的坐标互相转化的话就会变得异常困难。EPSG就是来管理这些坐标体系的一个组织。
EPSG成立于1986年，并已于2005年“重组”为国际石油和天然气生产商协会（The OGP Surveying and Positioning Committee），维护并发布坐标参照系统的数据集参数，以及坐标转换描述。该数据集被广泛接受并使用，通过一个Web发布平台进行分发。
EPSG 通过 WKID(well-known ID) 来管理不同的坐标体系，WKID 简单理解就是 ID，每个坐标体系拥有独一无二的ID。接下来拿一些常用的WKID 举例。

（1）WGS84 （WKID = 4326）

在介绍 WGS84 之前，我们需要弄清楚一个概念：大地坐标系。大地坐标系是以参考椭球面为基准面而建立起来的坐标系，也可以简单理解成属于地理坐标系的一种。大地坐标系又分为参心大地坐标系和地心大地坐标系。其中参心坐标系是以椭球几何中心为原点构建的坐标系，一般用来对局部地区大地测绘使用，而地心坐标系是以地球质心为原点构建的坐标系，一般用来对地球整体大地测绘使用。
WGS84 则属于地心大地坐标系，是世界上第一个统一的大地坐标系，所以也被称为世界大地坐标系，而我们常说的GPS定位系统就是依据此坐标系建立的，其初次WGS84的精度为1-2m。除了中国地区以外，很多电子地图比如谷歌、Bing等都是用的是 WGS84。

（2）CGCS2000（WKID = 4490）

我国在上世纪50年代和80年代分别建立了北京54和西安80参心大地坐标系，后随着社会经济，科学的发展，中国测绘、地震部门和科学院有关单位重新建立了中国新一代地心大地坐标系，也就是 CGCS2000，所以也被称为2000国家大地坐标系。
和 WGS84 相比，两者本质上可以算是一致的，只是在计算过程中采用的参数有细微的差别。这个差别映射到地图上，也只会有cm级别的不同，因此如果在精度不需要严格到 cm 级别的应用中，两者可以默认相同。

（3）Web 墨卡托 （WKID = 3857）

Web 墨卡托也在 EPSG 的管理范围下，可见 EPSG 管理的坐标系不仅仅只有地理坐标系，同样也包括投影坐标系。
其实原本 EPSG 不准备将 web 墨卡托纳入 WKID，因为 web 墨卡托毕竟是采用了不严谨的假设，使得原本是等角投影的墨卡托变成了近似等角，从而直接影响到投影坐标的精度。但是随着 web 墨卡托在 web 领域被广泛使用从而名声大噪，EPSG 也只能将其接受。

我们在开发中经常听见GCJ02，那么GCJ02又起到什么作用呢？
GCJ02 是中国国家测绘局（G表示Guojia国家，C表示Cehui测绘，J表示Ju局）所制定的坐标系统，其本质就是在 WGS84 经纬度的基础上进行了一层加密。由于国家相关安全保密规定，我国所有对外的地图系统都需要进行加密。所以高德以及谷歌的中国地图都是使用GCJ02坐标系。所以如果在 GCJ02 的坐标系下直接使用 GPS 的经纬度坐标，那么就会得到一个错误的定位地点。
比如在手机上下载一个GPS定位软件（部分硬件设备获取的GPS信息是原始的GPS信息，而一般地图软件的定位信息都是GCJ02加密过后的，得到天安门的经纬度。但是在高德地图上，使用该坐标点则定位到其他地方。所以 GCJ02 坐标系在业内也常常被称为火星坐标系。而百度在GCJ02 的基础上又进行了一层加密，这就是 BD09。
至于 GCJ02 的加密算法是不对外公开的，只有通过相关地图资质的审核，有关部门才会提供相应的加密算法。而国内一些拿到资质的厂商也提供了相应的 API 对外提供，可供用户将 WGS84的坐标转换成 GSJ02的坐标。高德API和百度API均提供对应的转换方法。
此外，严格意义上并没有 GCJ02 转化成 WGS84 的反向转化算法。