地图坐标的转换与说明

1. 坐标系说明
开发地图应用服务时，一定会接触到各种坐标系，而保证坐标系的正确与合理是一切数据分析的前提，总的来说，坐标系可以分为两大类：地理坐标系GCS（Geographic Coordinate System）和投影坐标系PCS（Projected Coordinate System），地理坐标系进行地图投影后就变成了投影坐标系。例如我们常见的世界地图，使用的就是一种墨卡托投影。其中地理坐标系又可分为参心坐标系和地心坐标系，常见的参心坐标系北京54、西安80，常见的地心坐标系有WGS84、GCJ02、BD09、GCS2000。

1.1 WGS84（World Geodetic System 1984）
WGS84 是为 GPS 全球定位系统建立的坐标系统，是世界上第一个统一的地心坐标系，因此也被称为大地坐标系、原始坐标系。一般通过 GPS 记录仪记录下来的经纬度，就是基于 WGS84 坐标系的数据。Google 和高德地图定位的的经纬度（国外）都是基于WGS84坐标系的；但是在国内是不允许直接用 WGS84 坐标系标注的，必须经过加密后才能使用。

1.2 GCJ02（国家测量局02号标准）
GCJ02 是由中国国家测绘局制订的地理信息系统的坐标系统，是在 WGS84 经纬度的基础上执行加密算法而成。因为 GPS 得到的经纬度直接在 GCJ02 坐标系下会定位到错误的地点，有种到了火星的感觉，因此在坊间也将 GCJ-02 戏称为火星坐标系。

国测局规定，国内出版的各种地图系统（包括电子形式），必须至少采用 GCJ02 对地理位置进行首次加密的坐标系，腾讯（搜搜）地图、阿里云地图、Google和高德（国内）都是使用 GCJ02 坐标系，可以说 GCJ02 是国内最广泛使用的坐标系。

1.3 BD09（百度坐标系09）
BD09 是在 GCJ02 坐标系的基础上再次加密偏移后形成的坐标系，官方解释为进一步保护用户隐私，当前只适用于百度地图。GPS经纬度是39°54'26.2"N 116°23'28.4"E，转化为度的单位就是39.907270 116.391213（小数部分 = 分 / 60 + 秒 / 3600）

2. 坐标系转换
国测局规定：互联网地图在国内必须至少使用 GCJ02 进行首次加密，不允许直接使用 WGS84 坐标下的地理数据，同时任何坐标系均不可转换为 WGS84 坐标。因此不存在将 GCJ02 坐标转换为 WGS84 坐标的官方转换方法。
目前百度 API 提供了从其它坐标系转换为 BD09 坐标系的 API，但却没有从 BD09 坐标系转为其他坐标系的API。
2.1 WGS84转换
WGS84转换测试工具可将 WGS84 转换成 GCJ02、BD09ll 坐标系：

2.2 高德坐标系转换
高德坐标系转换工具能够将用户输入的非高德坐标（GPS坐标、mapbar坐标、baidu坐标）转换成高德坐标：

以上的两个工具可以用来验证Java坐标系转换结果是否正确。

3. Java坐标系转换工具

/*** @author GJN* @create 2022-07-24 14:18*/
public class LocationUtil {public static double pi = 3.1415926535897932384626;public static double a = 6378245.0;public static double ee = 0.00669342162296594323;private static double EARTH_RADIUS = 6378.137;private static double rad(double d) {return d * Math.PI / 180.0;}/*** 通过经纬度获取距离(单位：米)** @param startLat* @param startLng* @param endLat* @param endLng* @return 距离*/public static double getDistance(double startLat, double startLng, double endLat,double endLng) {double radLat1 = rad(startLat);double radLat2 = rad(endLat);double a = radLat1 - radLat2;double b = rad(startLng) - rad(endLng);double s = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a / 2), 2)+ Math.cos(radLat1) * Math.cos(radLat2)* Math.pow(Math.sin(b / 2), 2)));s = s * EARTH_RADIUS;s = Math.round(s * 10000d) / 10000d;s = s * 1000;return s;}/*** wsg84坐标系转GCJ02坐标系** @param lat 纬度* @param lon 经度* @return String[]数组，string[0]是纬度，string[1]是经度*/public static String[] wgs84ToGcj02(double lat, double lon) {String[] info = new String[2];if (outOfChina(lat, lon)) {info[0] = String.valueOf(lat);info[1] = String.valueOf(lon);} else {double dLat = transformLat(lon - 105.0, lat - 35.0);double dLon = transformLon(lon - 105.0, lat - 35.0);double radLat = lat / 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 mgLat = lat + dLat;double mgLon = lon + dLon;info[0] = String.format("%.6f", mgLat);info[1] = String.format("%.6f", mgLon);}return info;}//=============================================私有方法=================================================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;}}

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