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前言

地图是地球的缩影，要画出来，变成地图，我们需要了解下地球长什么样、以及该怎么画。
这里介绍的内容主要帮助理解为什么有坐标系，以及这些坐标系的区别。

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一、地球什么样

地图是绘制地球的一张图，那先看看地球长什么样。

我的理解：左图是美化过的效果，右图是抽去水后的效果。基本可以确定，地球不是严格意义的球体，但肯定是个类球体。

二、怎么画（坐标系）

到这一步就开始接触到地图坐标系相关的知识点，也是最难理解的知识点。

1.地理坐标系和投影坐标系

1.1 地理坐标系

我的理解：球面坐标系。将类球体的地球通过建模设置参数，让它更趋近于一个球体，然后通过经纬度来定位球面上的任意一点。

备注：地理坐标系又能细分出参心坐标系和地心坐标系。因为太枯燥不是专业从事GIS的人员都不太会用到，所以就不细讲，有兴趣的同学自己看参考资料。

1.2 投影坐标系

我的理解：平面坐标系。为方便在平面上看地图，由地理坐标系以某种投影方式投影而来，可以以经纬度或XY值表示。

2.国内常用坐标系

• WGS-84坐标系：地理坐标系。俗称“84坐标系”，GPS原始坐标体系，所有GPS设备输出数据标准坐标系。在中国，任何一个地图产品都不允许使用GPS坐标，据说是为了保密。
• GCJ-02坐标系：地理坐标系。国测局02年发布的坐标系，俗称“火星坐标系”，在WGS-84的基础上对经纬度数据的加密算法得到的一个坐标系。大部分国内互联网地图的坐标系。例如：高德地图、谷歌地图（中国）。
• BD-09坐标系，地理坐标系。俗称“百度坐标系”，在GCJ-02的基础上对经纬度数据的加密算法得到的一个坐标系。还有很多互联网地图类似百度地图。
• CGCS2000坐标系：地理坐标系。俗称“大地坐标系”。天地图使用的坐标系。

3.试试能不能解释这些问题

3.1 地理坐标系和投影坐标系的区别？

• 前者是球面坐标系，后者是基于前者通过投影的方式生成的平面坐标系。
• 地理坐标系以经纬度定位，投影坐标系可以用XY或经纬度定位。（经纬度坐标系不属于笛卡尔坐标系，即1经度 不等于 1纬度；而XY表示的坐标系属于笛卡尔坐标系，在XY方向上1个单位表示的长度一致）

3.2 有地理坐标系后，为什么还需要投影坐标系？

早期地图以纸质为主，球面坐标系直接对应到平面的纸上，非常难理解。例如现实中圆形的农田，会在地图中变成椭圆形，不利于理解。

3.3 为什么会有这么多坐标系？

其实不管地理坐标系还是投影坐标系都有很多种，尤其是投影坐标系。

地理坐标系多的原因：

1. 地球不规整，球化的过程有多种参数，各有优劣。

投影坐标系多的原因：

1. 投影坐标系都是基于地理坐标系做投影得到的，所以地理坐标系多，能得到的投影坐标系也多。
2. 因为用处不同，需要用不同方式进行投影，得到的投影坐标系就不同。
3. 因为投影的特点，任何投影方式都只能将一小部分完美呈现，所以不同地域的国家都会以自己所在区域为最佳位置投影，以达到最佳表达效果，用最符合自己的地图。

3.4 怎么区分数据或地图是什么坐标系的？

数据：地图的数据有多种格式，例如Shapefile、GeoJSON和TopoJSON等。其中GeoJSON和TopoJSON一般只带有位置信息，没发现坐标系相关信息，所以没找到区分方法。Shapefile的区分方法，需要利用ArcMap工具，如图。

地图：初学者的话，这个地图应该是电子地图，即渲染引擎加载地图服务展示出的效果。这里只介绍怎么查看地图服务的坐标系，不同服务器发布出来的服务也有所不同，这里只简单分享我常用的地图服务器geowebcache。

以及直接从切完的数据配置中获取到切图的坐标系。

备注：这种方式获取到的坐标系并不一定准确。一张完整的地图是由多种不同类型的地图数据融合而成，如果融合的地图数据就不是相同坐标系，最终就会有偏差。

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总结

1. 地理坐标系是球体坐标系，投影坐标系是平面坐标系。
2. 投影方式不同，形成不同的投影坐标系。
3. 经常用的坐标系也就这么几个：84坐标系、火星坐标系、百度坐标系。

参考资料：
https://developers.weixin.qq.com/community/develop/article/doc/000ce6d40dcd50d89a1aa79e85ac13
https://blog.csdn.net/luofeixiongsix/article/details/50120389
https://blog.csdn.net/m0_37738114/article/details/80452485
https://www.jianshu.com/p/559029832a67