投影与坐标系 ​

1.概述 ​

做地理信息开发的同事，经常因无地理信息背景，导致弄明白概念的过程比写代码的时间还长。

投影：就是把三维地球表面的信息，用二维平面地图的形式展示出来所需要用到的技术或者方案。

坐标系：经度和纬度表示地理坐标系，X，Y表示平面直角坐标系（投影坐标系/高斯投影下的坐标系）

编码过程中经常需要解决的问题是：
业务数据中的坐标或者模型要正确的摆放（叠加）到地图上。
如CAD图纸和地图的叠加，三维的BIM模型摆放到正确的地理位置上。

这个过程仅仅需要的是prj文件，或者叫投影参数即可。

2 拓展介绍 ​

投影的过程就是为了通过简单的二维图纸研究复杂的空间三维地球的过程。

投影所需要的必要条件有两条：

第一，任何一种投影都必须基于一个椭球（地球椭球体），对应于研发过程中经常见到的椭球参数。

第二，将球面坐标转换为平面坐标的过程（投影算法）。一般很少遇到。

3 必看的几张图（快速建立认知） ​

真实地表与抽象地表：

地球表面是凹凸不平的；由于地球密度不一，造成各处重力方向不同，大地水准面垂直于重力方向，是不规则的；椭球体是为了贴近大地水准面的规则数学模型。

常见的投影方法（最常见的就是【高斯-克吕格投影】横轴等角切圆柱投影）：

投影坐标系是地理坐标系+投影过程。投影坐标系统是基于地理坐标系统的，而地理坐标系统又是基于椭球体的。

4 几个常见的坐标系（了解编码中的部分参数） ​

大地坐标系（经纬度坐标系）：大地经度是指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角。大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角。

空间直角坐标系（以地心为原点，以米为单位的X，Y，Z坐标）： 经常用于表达相机参数。也做模型位置调整时的世界坐标系。

局部坐标系： 一般在地球表面，摆放模型的位置作为原点，建立一个从地心指向该位置方向为Z轴的一个空间直角坐标系。 一般用于调整模型的位置。

下图的绿色部分：

注：部分内容参考自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/430215372