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各地图导航工具的坐标值的相互转换

PHP zhanghui 425℃
今天闲着无事就去了博客园里面看到一篇写第三方地图的坐标转换资料,突发回忆起之前在写需求时也有这么一个经历,但那时赶工就没有多余时间去研究。今天看到了就研究一下。

一、坐标系介绍

1、地球坐标 (WGS84)

  • 国际标准,从专业GPS 设备中取出的数据的坐标系
  • 国际地图提供商使用的坐标系

2、火星坐标 (GCJ-02)也叫国测局坐标系

  • 中国标准,从国行移动设备中定位获取的坐标数据使用这个坐标系
  • 国家规定: 国内出版的各种地图系统(包括电子形式),必须至少采用GCJ-02对地理位置进行首次加密。

3、百度坐标 (BD-09)

百度标准,百度 SDK,百度地图,Geocoding 使用
(本来就乱了,百度又在火星坐标上来个二次加密)

4、国内主流各地图API坐标系统比较

API
坐标系
百度地图API百度坐标
腾讯搜搜地图API火星坐标
阿里云地图API火星坐标
高德MapABC地图API火星坐标
谷歌地图API火星坐标

二、PHP代码

坐标数据模型
class Coordinate
{
    public  $x = 0;//lat
    public  $y = 0; // lng
    public  $z = 0; // other
    
    function __construct($lat,$lng)
    {
        $this->x = $lat;
        $this->y = $lng;
    }
}
转换处理
define('X_PI',3.14159265358979324*3000.0/180.0);
 
class GeoTransUtil
{
    private static $x_pi = X_PI;
    private static $pi = 3.14159265358979324;
    private static $a = 6378245.0;
    private static $ee = 0.00669342162296594323;
    
    /**
     * 火星坐标(GCJ02坐标,高德,谷歌,腾讯坐标)到百度坐标BD-09
     */
    public static function gcjTObd($from){
        $x = $from->y;
        $y = $from->x;
        $z = sqrt($x * $x + $y * $y) + 0.00002 * sin($y * self::$x_pi);  
        $theta = atan2($y, $x) + 0.000003 * cos($x * self::$x_pi);
        $to = new Coordinate($z * sin($theta) + 0.006,$z * cos($theta) + 0.0065);
        return ($to);
    }
    
    /**
     * 百度坐标BD-09到火星坐标GCJ02(高德,谷歌,腾讯坐标)
     */
    public static function bdTOgcj($from){
        $x = $from->y - 0.0065;
        $y = $from->x - 0.006;
        $z = sqrt($x * $x + $y * $y) - 0.00002 * sin($y * self::$x_pi); 
        $theta = atan2($y, $x) - 0.000003 * cos($x * self::$x_pi);
        $to = new Coordinate($z * sin($theta),$z * cos($theta));
        return ($to);
    }
    
    /**
     * WGS-84(GPS坐标,谷歌地球坐标) 到 GCJ-02(火星坐标) 的转换
     */
    public static function wgsTOgcj($from){
        //double wgLat, double wgLon, out double mgLat, out double mgLon
            $wgLat = $from->x;
            $wgLon = $from->y;
        if (self::outOfChina($wgLat, $wgLon)){
            return (new Coordinate($wgLat, $wgLon));
        }
        
        $dLat = GeoTransUtil::transformLat($wgLon - 105.0, $wgLat - 35.0);
        $dLon = GeoTransUtil::transformLon($wgLon - 105.0, $wgLat - 35.0);
        $radLat = $wgLat / 180.0 * self::$pi;
        $magic = sin($radLat);
        $magic = 1 - self::$ee * $magic * $magic;
        $sqrtMagic = sqrt($magic);
        $dLat = ($dLat * 180.0) / ((self::$a * (1 - self::$ee)) / ($magic * $sqrtMagic) * self::$pi);
        $dLon = ($dLon * 180.0) / (self::$a / $sqrtMagic * cos($radLat) * self::$pi);
        
        $mgLat = $wgLat + $dLat;
        $mgLon = $wgLon + $dLon;
        
        return (new Coordinate($mgLat, $mgLon));
    }
 
    /**
     * GCJ-02 到 WGS-84 的转换
     */
    public static function gcjTOwgs($from){
        $to = self::wgsTOgcj($from);
        $lat = $from->x;
        $lon = $from->y;
        $g_lat = $to->x;
        $g_lon = $to->y;
        $d_lat = $g_lat - $lat;
        $d_lon = $g_lon - $lon;
        
        return new Coordinate($lat - $d_lat, $lon - $d_lon);
    }
    
    /**
     * 把地球经纬度转换为lat和lng
     */
    public static function earthCoordinate($t1, $t2) {
        $tt1 = $t1->x + $t1->y/60.0 + $t1->z/3600.0;
        $tt2 = $t2->x + $t2->y/60.0 + $t2->z/3600.0;
        
        return (new Coordinate($tt1, $tt2));
    }
    
    private static function outOfChina($lat,$lon)
    {
        if ($lon < 72.004 || $lon > 137.8347)
            return true;
        if ($lat < 0.8293 || $lat > 55.8271)
            return true;
        
        return false;
    }
 
    private static function transformLat($x,$y)
    {
        $ret = -100.0 + 2.0 * $x + 3.0 * $y + 0.2 * $y * $y + 0.1 * $x * $y + 0.2 * sqrt(abs($x));
        $ret += (20.0 * sin(6.0 * $x * self::$pi) + 20.0 * sin(2.0 * $x * self::$pi)) * 2.0 / 3.0;
        $ret += (20.0 * sin($y * self::$pi) + 40.0 * sin($y / 3.0 * self::$pi)) * 2.0 / 3.0;
        $ret += (160.0 * sin($y / 12.0 * self::$pi) + 320 * sin($y * self::$pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return $ret;
    }
 
    private static function transformLon($x, $y)
    {
        $ret = 300.0 + $x + 2.0 * $y + 0.1 * $x * $x + 0.1 * $x * $y + 0.1 * sqrt(abs($x));
        $ret += (20.0 * sin(6.0 * $x * self::$pi) + 20.0 * sin(2.0 * $x * self::$pi)) * 2.0 / 3.0;
        $ret += (20.0 * sin($x * self::$pi) + 40.0 * sin($x / 3.0 * self::$pi)) * 2.0 / 3.0;
        $ret += (150.0 * sin($x / 12.0 * self::$pi) + 300.0 * sin($x / 30.0 * self::$pi)) * 2.0 / 3.0;
        return $ret;
    }
    
}
测试
<?php
 $from = new Coordinate(27.980374, 120.685213);
 $ret = GeoTransUtil::gcjTObd($from);
 echo 'GCJ TO BD:' . $ret->y.','.$ret->x."\r\n";
 
 $from = new Coordinate(27.986039, 120.691609);
 $ret = GeoTransUtil::bdTOgcj($from);
 echo 'BD TO GCJ:' . $ret->y.','.$ret->x."\r\n";

// CMS 终端运行后的结果
//  D:\>php map.php
// GCJ TO BD:120.69175088041,27.986288154528
// BD TO GCJ:120.68507084493,27.980126792865
?>

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