【GIS】OGR空间参考

空间参考 · SpatialReference

空间参考是空间数据的骨骼框架，能够将我们的空间数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标
同一个地图上显示的地图数据的空间参考必须是一致的（不一致往往会导致两幅地图无法正确拼合）

一个空间参考中主要包括大地水准面、地球椭球体、投影坐标系等

他们之间的关系：

基准面（椭球+摆放方式）+角度测量单位+中央经线（本初子午线）=地理坐标系（GCS）
地理坐标系+投影参数（投影方式，怎么投）+线性单位=投影坐标系（PCS）

使用示例

构造SpatialReference对象并输出wkt字符串

 static void constructOSR() {
        //定义一个OGRSpatialReference对象
        SpatialReference oSRS = new SpatialReference("");
        /**
         * 对该对象进行初始化，以WGS84的地理坐标系为示例
         */
        //M.1 使用常用名称进行构造
        oSRS.SetWellKnownGeogCS("WGS84");

        //M.2 s使用ESRI的prj文件进行构造
        oSRS.SetFromUserInput("ESRI::C:\\Program Files (x86)\\GIS\\ArcGIS\\Desktop10.3\\Reference Systems\\utm.prj");

        //导出wkt
        String wkt = oSRS.ExportToWkt();
        System.out.println("wkt:\n"+wkt);

        String prettyWkt = oSRS.ExportToPrettyWkt(0);
        System.out.println("prettyWkt:\n"+prettyWkt);
    }

输出：

wkt:
GEOGCS["WGS 84",DATUM["WGS_1984",SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563,AUTHORITY["EPSG","7030"]],AUTHORITY["EPSG","6326"]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["Degree",0.0174532925199433],AXIS["Longitude",EAST],AXIS["Latitude",NORTH]]
prettyWkt:
GEOGCS["WGS 84",
    DATUM["WGS_1984",
        SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563,
            AUTHORITY["EPSG","7030"]],
        AUTHORITY["EPSG","6326"]],
    PRIMEM["Greenwich",0],
    UNIT["Degree",0.0174532925199433],
    AXIS["Longitude",EAST],
    AXIS["Latitude",NORTH]]

坐标转换

static void coordinateTransformation(){
        //构建一个PROJ.4格式的字符串（西安80 三度带 39带投影坐标系统）
        String xian80="+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=117 +k=1 +x_0=39500000 +y_0=0 +a=6378140 +b=6356755.288157528 +units=m +no_defs";
        SpatialReference spatialReferenceXiAn80=new SpatialReference("");
        //使用PROJ.4格式的字符串构造一个西安80 三度带 39带投影坐标系统
        spatialReferenceXiAn80.SetFromUserInput(xian80);
        //获取该投影坐标系统中的地理坐标
        SpatialReference spatialReferenceLonLat=spatialReferenceXiAn80.CloneGeogCS();
        //构造一个从UTM投影坐标系统到地理坐标系统的转换关系
        CoordinateTransformation transformation=new CoordinateTransformation(spatialReferenceXiAn80,spatialReferenceLonLat);

        double[] pointX=new double[2];
        pointX[0]=39464667.861;
        pointX[1]=39458907.868;
        double[] pointY =new double[2];
        pointY[0]=44441766.356;
        pointY[1]=44444406.349;

        transformation.TransformPoint(pointX[0],pointY[0],0);
        transformation.TransformPoint(pointY[1],pointY[1],0);

        System.out.println(pointX[0]+","+pointY[0]);
        System.out.println(pointX[1]+","+pointY[1]);
    }

输出：

3.9464667861E7,4.4441766356E7
3.9458907868E7,4.4444406349E7

Proj4

Proj4字符串是一种识别空间或坐标参考系统的简介方法，通过其定义的语法规则，将想要定义的CRS（坐标参考系统）全部参数信息保存到一条字符串里。

语法

示例

+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=117 +k=1 +x_0=39500000 +y_0=0 +a=6378140 +b=6356755.288157528 +units=m +no_defs

proj=tmerc：声明投影方法为Transverse Mercator 横轴墨卡托
units=m：声明坐标系单位设置为米

lat_0：声明初始纬度为0
lon_0：声明中央经线为117°

k=1：换算系数为1
x_0：声明东移距离为3950000

y_0：声明北偏距离为0
a：声明椭球的长半轴为6378140

b：声明椭球的短半轴为6356755.288157528

参数列表

Parameter 参数	Description 描述
+a	Semimajor radius of the ellipsoid axis 椭球的长轴半径
+axis	Axis orientation 轴向方向
+b	Semiminor radius of the ellipsoid axis 椭球的短轴半径
+ellps	Ellipsoid name (see proj -le) 椭球名
+k	Scaling factor (deprecated) 换算系数
+k_0	Scaling factor
+lat_0	Latitude of origin 初始纬度
+lon_0	Central meridian 中央经线
+lon_wrap	Center longitude to use for wrapping (see below) 当经度超过该值后继续超过-180，就转换为+180 例如：lon_wrap=180 表示经度范围为0-360
+over	Allow longitude output outside -180 to 180 range, disables wrapping (see below) 禁用wrap，不做经度转换（默认情况下，PROJ 在 -180 到 180 范围内）
+pm	Alternate prime meridian (typically a city name, see below) 交替本初子午线(通常是一个城市的名字)
+proj	Projection name (see proj -l) 投影坐标名
+units	meters, US survey feet, etc. 单位
+vunits	vertical units. 垂直方向的单位
+x_0	False easting 东移
+y_0	False northing 北偏