【Java代码】坐标系说明+WGS84\GCJ02\BD09坐标系转换工具+Java坐标系转换源代码分享（粘贴可用）

2021-12-31 18:06:26 阅读：219 来源： 互联网

标签：transformRes Java double param 转换源代码坐标系 Math

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。

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述
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

package yz.com.javautil.utilpackage;


import yz.com.javautil.vo.TransformPoint;

import java.math.BigDecimal;
import java.math.MathContext;
import java.math.RoundingMode;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Supplier;


/**
 * 坐标系转换工具类
 *
 * @author Administrator
 */
public class CoordinateTransferUtils {

    /**
     * 国内坐标边界
     */
    private static final double MIN_LON = 72.004D;
    private static final double MAX_LON = 137.8347D;
    private static final double MIN_LAT = 0.8293D;
    private static final double MAX_LAT = 55.8271D;

    /**
     * PI 圆周率
     */
    private static final double PI = 3.14159265358979324D;

    /**
     * A WGS 长轴半径
     */
    private static final double A = 6378245.0D;

    /**
     * EE WGS 偏心率的平方
     */
    private static final double EE = 0.00669342162296594323D;


    /**
     * WGS84转换GCJ02适用于继承的情况
     *
     * @param t 继承TransformPoint类的子类对象
     */
    public static <T extends TransformPoint> void wgs84ToGcj02(T t) {
        wgs84ToGcj02(t::getLng, t::getLat, t::setTransformLng, t::setTransformLat);
    }

    /**
     * WGS84转换GCJ02核心方法
     *
     * @param fromLon 转换前的经度
     * @param fromLat 转换前的纬度
     * @return 转换后的经纬度map对象
     */
    public static Map<String, Double> wgs84ToGcj02(double fromLon, double fromLat) {
        HashMap<String, Double> transformRes = new HashMap<>(2);
        // 国外坐标不用进行加密
        if (outOfChina(fromLon, fromLat)) {
            transformRes.put("lon", fromLon);
            transformRes.put("lat", fromLat);
            return transformRes;
        }
        // 计算转换后的经纬度坐标
        double dLat = transformLat(fromLon - 105.0, fromLat - 35.0);
        double dLon = transformLon(fromLon - 105.0, fromLat - 35.0);
        double radLat = fromLat / 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 = fromLat + dLat;
        double mgLon = fromLon + dLon;
        transformRes.put("lon", new BigDecimal(mgLon + "", new MathContext(9, RoundingMode.HALF_UP)).doubleValue());
        transformRes.put("lat", new BigDecimal(mgLat + "", new MathContext(9, RoundingMode.HALF_UP)).doubleValue());

        return transformRes;
    }

    /**
     * GCJ02转换WGS84
     *
     * @param lon 转换前的经度
     * @param lat 转换后的纬度
     * @return 转换后的经纬度map对象
     */
    public static Map<String, Double> gcj02ToWgs84(double lon, double lat) {
        Map<String, Double> transformRes = new HashMap<>(2);
        double longitude = lon * 2 - wgs84ToGcj02(lon, lat).get("lon");
        double latitude = lat * 2 - wgs84ToGcj02(lon, lat).get("lat");
        transformRes.put("lon", longitude);
        transformRes.put("lat", latitude);
        return transformRes;
    }

    /**
     * GCJ02转换BD09
     *
     * @param gcjLat GCL纬度坐标
     * @param gcjLng GCL经度坐标
     */
    public static Map<String, Double> Gcj02ToBd09(double gcjLat, double gcjLng) {
        Map<String, Double> transformRes = new HashMap<>(2);
        double z = Math.sqrt(gcjLng * gcjLng + gcjLat * gcjLat) + 0.00002 * Math.sin(gcjLat * PI);
        double theta = Math.atan2(gcjLat, gcjLng) + 0.000003 * Math.cos(gcjLng * PI);
        transformRes.put("lon", z * Math.cos(theta) + 0.0065);
        transformRes.put("lat", z * Math.sin(theta) + 0.006);
        return transformRes;
    }

    /**
     * BD09转换GCJ02
     *
     * @param bdLat 百度纬度坐标
     * @param bdLng 百度经度坐标
     */
    public static Map<String, Double> bd09ToGcj02(double bdLat, double bdLng) {
        Map<String, Double> transformRes = new HashMap<>(2);
        double x = bdLng - 0.0065, y = bdLat - 0.006;
        double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * PI);
        double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * PI);

        transformRes.put("lon", z * Math.cos(theta));
        transformRes.put("lat", z * Math.sin(theta));
        return transformRes;
    }

    /**
     * WGS84转换GCJ02优化（处理转换前经纬度坐标为null问题）
     *
     * @param fromLon 转换前的经度
     * @param fromLat 转换前的纬度
     * @param toLon   转换后的经度
     * @param toLat   转换后的纬度
     */
    private static void wgs84ToGcj02(Supplier<BigDecimal> fromLon, Supplier<BigDecimal> fromLat, Consumer<BigDecimal> toLon, Consumer<BigDecimal> toLat) {
        wgs84ToGcj02(Optional.ofNullable(fromLon.get()).orElse(BigDecimal.ZERO), Optional.ofNullable(fromLat.get()).orElse(BigDecimal.ZERO), toLon, toLat);
    }

    /**
     * WGS84转换GCJ02优化（处理转换后经纬度坐标）
     *
     * @param fromLon 转换前的经度
     * @param fromLat 转换前的纬度
     * @param toLon   转换后的经度
     * @param toLat   转换后的纬度
     */
    private static void wgs84ToGcj02(BigDecimal fromLon, BigDecimal fromLat, Consumer<BigDecimal> toLon, Consumer<BigDecimal> toLat) {
        final Map<String, Double> transformRes = wgs84ToGcj02(fromLon.doubleValue(), fromLat.doubleValue());
        toLon.accept(new BigDecimal(transformRes.get("lon") + ""));
        toLat.accept(new BigDecimal(transformRes.get("lat") + ""));
    }

    /**
     * 坐标是否在国外
     *
     * @param lon 经度
     * @param lat 纬度
     * @return true 国外坐标 false 国内坐标
     */
    private static boolean outOfChina(double lon, double lat) {
        if (lon < MIN_LON || lon > MAX_LON) {
            return true;
        }
        return lat < MIN_LAT || lat > MAX_LAT;
    }

    /**
     * 转换经度坐标
     *
     * @param x 偏移后的经度
     * @param y 偏移后的纬度
     * @return double 转换经度坐标
     */
    private static double transformLat(double x, double y) {
        double transform = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        transform += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
        transform += (20.0 * Math.sin(y * PI) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        transform += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(y * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return transform;
    }

    /**
     * 转换纬度坐标
     *
     * @param x 偏移后的经度
     * @param y 偏移后的纬度
     * @return double 转换纬度坐标
     */
    private static double transformLon(double x, double y) {
        double transform = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        transform += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
        transform += (20.0 * Math.sin(x * PI) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        transform += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        return transform;
    }

    /**
     * 坐标系转换工具类测试
     *
     * @param args 参数
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 转换后的 113.733069118924,34.409617513021
        double lon = 113.726919D;
        double lat = 34.410907D;

        Map<String, Double> transformResult = wgs84ToGcj02(lon, lat);
        System.out.println("WGS84ToGCJ02 转换前经纬度(" + lon + "," + lat + ") 转换后经纬度(" + transformResult.get("lon") + "," + transformResult.get("lat") + ")");

        double lon2 = 113.733069118924D;
        double lat2 = 34.4096175D;
        Map<String, Double> transform2Result = gcj02ToWgs84(lon2, lat2);
        System.out.println("GCJ02ToWGS84 转换前经纬度(" + lon2 + "," + lat2 + ") 转换后经纬度(" + transform2Result.get("lon") + "," + transform2Result.get("lat") + ")");
    }
}

标签：transformRes,Java,double,param,转换,源代码,坐标系,Math
来源： https://blog.csdn.net/weixin_39168541/article/details/122256621

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