1 背景说明

最近的项目中涉及到空间数据的转换，主要是把CGCS200坐标转换为WGS84坐标和BD09坐标。我在网上找了许久，只找到了WGS84坐标转BD09坐标的工具类，但没有找到CGCS200转换到WGS84坐标的工具类。我实在没有办法，就只有自己写。但我没有GIS行业的教育背景，不了解坐标转换的专业知识，不过我断定GIS行业一定有现成的相关方法。通过查阅相关资料，最后在ArcGIS提供的 ArcGIS Runtime API for Java中找到了相关API。我借此实现了个工具类，测试效果也还不错。现在写出这篇文章，共享我的代码，希望能帮到有同样问题的开发者。
为了方便GIS行业外的朋友更流畅地阅读本文，先阐释下相关名词概念。

1.1 空间数据

从数据库的角度来看，是指在表中以geometry类型存在的数据。
从java语言的角度来看，是指com.esri.arcgisruntime.geometry包下各种类的对象,包括Point、Multipoint、Polyline、Polygon等等.

1.2 CGCS2000

CGCS2000：China Geodetic Coordinate System 2000，2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系。该坐标系在ArcGIS中有众多子坐标系。如下图所示。本文选用的是CGCS2000_3_Degree_GK_CM_105E。下方的坐标系详情中有WKID，您需要记录下这个值，后续会用到。

1.3 WGS84

WGS84：World Geodetic System 1984，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统，在全球有广泛的使用。

1.4 BD09

BD09：百度地图坐标系，它是在标准Web墨卡托的基础上进行GCJ-02加偏之后，再加上百度自身的加偏算法。

2 读取数据库中的geometry数据

我采用的方式是在数据库用SQL语句查询出geometry字段的String表达形式，再做后续处理。代码片段如下：

@Query( value = "select SHAPE.STAsText() FROM LAND WHERE ID=?", nativeQuery = true)
String  getShapeString (String id);

下面这个字符串是本文通过此方法在数据库中查询出来的，此字符串表示一个地块的坐标，逗号分隔出每个坐标点，多个坐标点连成一个面。(此数据是测试数据，由笔者随意编造，没有描述任何真实意义)

POLYGON ((370907.330099999904697 3418398.496099999174576, 370899.395100000314615 3418410.75789999861853, 370909.574500000104318 3418415.690899999812245))

3 代码实现

3.1 CGCS2000转WGS84

上面的这个字符串表示的是CGCS2000坐标系下的数据。下面的代码实现了将多边形地块坐标转换为WGS84，再从WGS84转换为BD09。

package cn.wja.utils;import cn.wja.model.BD09Point;
import cn.wja.model.PolygonResult;
import com.esri.arcgisruntime.geometry.*;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** 用于坐标转换的工具类** @author wang.jingan* @since 2019-07-20 10:39:16*/
public class CoordinateSystemTransform {/*** 通过String字符串得到三个坐标系的空间数据对象** @param  shape 转化为String的Geometry数据* @return  PolygonResult对象，内含三个坐标系的空间数据对象*/public  static PolygonResult shapeStringToPolygons(String shape) {//获取两个坐标系SpatialReference cgcs2000 = SpatialReference.create(4544);SpatialReference wgs84 = SpatialReference.create(4326);//创建一个CGCS2000的点收集器，为创建Polygon对象做准备PointCollection land = new PointCollection(cgcs2000);//准备返回的百度坐标点集合List<BD09Point> pointsBD09 = new ArrayList<>();//获取需要的字符串String shapeSubstring = shape.substring(10, shape.length() - 2);//得到每个点的原始数据String[] points = shapeSubstring.split(",");//遍历每个点for (String pointString : points) {//去前后的空格pointString = pointString.trim();//把经纬度分开成两个数据String[] xy = pointString.split(" ");Double x = Double.valueOf(xy[0]);Double y = Double.valueOf(xy[1]);//把点添加到点收集器land.add(x, y);//得到CGCS2000点数据Point pointCgcs2000 = new Point(x, y, cgcs2000);//把CGCS2000点数据转化为WGS84点数据Point pointwgs84 = (Point) GeometryEngine.project(pointCgcs2000, wgs84);//获取点数据中的经纬度,X为经度,Y为纬度double pointwgs84X = pointwgs84.getX();double pointwgs84Y = pointwgs84.getY();//把wgs84点坐标转化为bdo9点坐标double[] bd09 = GPSUtil.gps84_To_bd09(pointwgs84Y, pointwgs84X);BD09Point coordinatesDTO = new BD09Point();coordinatesDTO.setLat(bd09[0]);coordinatesDTO.setLon(bd09[1]);pointsBD09.add(coordinatesDTO);}//从点收集器中创建Polygon，得到一个cgcs2000的PolygonPolygon polygonCgcs2000 = new Polygon(land);//转换为wgs84的PolygonPolygon polygonWgs84 = (Polygon) GeometryEngine.project(polygonCgcs2000, wgs84);//装入返回数据PolygonResult result = new PolygonResult();result.setCgcs2000(polygonCgcs2000);result.setWgs84(polygonWgs84);result.setBd09(pointsBD09);return result;}
}

3.2 BD09坐标系中点的表示

在ArcGIS中wkid用于表示相关坐标系的代码，并用SpatialReference.create（int wkid）进行创建对应的坐标系。但BD09坐标系在ArcGIS中没有相关的wkid，所以BD09坐标是通过点的集合表示，而WGS84的坐标是通过com.esri.arcgisruntime.geometry 包下的Polygon类的对象表示。
BD09坐标系的点是笔者自己定义的一个类。代码如下：

package cn.wja.model;public class BD09Point {private Double lat;private Double lon;public Double getLat() {return lat;}public void setLat(Double lat) {this.lat = lat;}public Double getLon() {return lon;}public void setLon(Double lon) {this.lon = lon;}@Overridepublic String toString() {return "BD09Point{" + "lat=" + lat + ", lon=" + lon + '}';}
}

3.3 WGS84转BD09

此工具类网上有很多，同时涉及到很多测量学和数学知识，我也不太擅长那些方面，所以就没有自己写，直接用了高德，百度，Google地图定位偏移以及坐标系转换这篇文章的代码，您也可以自行在网上寻找类似工具。

3.4测试结果

如下图所示，测试结果未发现异常。

4 依赖和环境

这篇文章首次发表是2019年7月，当时我用使用的ArcGIS Runtime SDK for Java版本为100.4.0。

<dependency><groupId>com.esri.arcgisruntime</groupId><artifactId>arcgis-java</artifactId><version>100.4.0</version>
</dependency>

当时是只需要在pom.xml中加入上面的依赖即可，默认配置的maven仓库或者阿里云仓库都可以自动下载jar包，也不需要安装任何ArcGIS环境，就可以使用运行。

但文章发布后大约半年，就陆续有开发者留言反馈说，不能正确加载jar包，报错提示“程序包com.esri.arcgisruntime.geometry不存在”。开始我以为是他们的Maven配置出了问题，我就手动下载100.8.0的jar文件，放在了我的CSDN资源中，供需要的朋友下载。之所以下载100.8.0版本，是因为原来的100.4.0的jar包我也没有刻意保存，也找不到了。但解决完jar包加载问题后，又有不少开发者反馈出现了如下报错：

Caused by: java.lang.RuntimeException: Could not find runtime in any of:
- A directory specified by calling ArcGISRuntimeEnvironment.setInstallDirectory()
- The current directory F:\Code\Intimate\other\gis-demo
- A location specified by the environment variable ARCGISRUNTIMESDKJAVA_100_10_0
- Within the “.arcgis” directory in the user’s home path C:\Users\admin.arcgis

我在自己的电脑上在测试，也重现了这个问题。开始我以为是100.8.0作为更高的版本，有其新的要求。我就花了不少功夫到arcgis的官网中找到并下载到了100.4.0的jar包，但是运行后也会报一样的错。我看这个jar包上传时间是2020年10月30日，估计是新下载的100.4.0，相对于2019年的文件，也做了些更新吧。

其实上述问题的实质就是ArcGIS Runtime API for Java的运行环境没有成功构建。

那么解决办法就只有两个了：

第一个方法是找到老版本的100.4.0.jar。我尝试了很久，都没有找到相关资源，所以就暂时放弃了，如果有读者找到，可以联系我。
第二个方法是使用新版本的jar包，并在此基础上构建ArcGIS Runtime API for Java的运行环境。我进行了一些探索后，成功实现了。
解决办法请参见我新写的另一篇博客：《如何构建ArcGIS Runtime API for Java的运行环境》（左侧博客标题有超链接，请点击跳转）。
您也可以直接下载示例代码：ArcGIS Runtime API for Java使用示例：CGCS2000转WGS84和BD09 （左侧资源标题含有超链接，请点击跳转）。

5 提示

虽然我是通过公开途径下载的 ArcGIS Runtime API for Java 的相关jar包和资源文件，并未曾接收到任何关于收费的提示，但我也未查询到 ArcGIS Runtime API for Java 的供应商Esri 有表明这款软件是可以免费使用的开源软件。因此如需在实际项目开发中使用ArcGIS Runtime API for Java，请先向Esri公司咨询授权的相关事宜，避免不必要的纠纷和损失。
我在撰写本文时就职的公司是购买了ArcGIS 的软件使用权，在使用 ArcGIS Runtime API for Java时，也得到了Esri的技术支持。
如果您希望使用开源软件完成类似功能，建议查询一下geotools。

6 结语

本文的参考文献已经在正文中注明了出处。如果转载本文，也请注明出处和作者。这篇文章是我在CSDN上写的第一篇博客，时间仓促，技术有限，也不太了解CSDN上写博客的技巧，难免有些纰漏，欢迎读者指出其中的不足，也希望大家在博客下的留言区积极讨论。

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