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坐标参考系与 EPSG

地理坐标 vs 投影坐标、EPSG 编码体系、轴序与单位陷阱、UTM/高斯分带与基准面转换。

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一句话

CRS(坐标参考系)决定「一个数字对」在地球上的含义:用什么基准、什么单位、轴朝哪边。

1. 两类坐标

类型例子单位特点
地理坐标系(GCS)EPSG:4326度直接用经纬度描述球面位置
投影坐标系(PCS)EPSG:3857、EPSG:32650米平面直角坐标,可量长度/面积

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投影坐标系 = 地理坐标系(基准面)+ 一个投影方法 + 参数(中央经线、原点、假东/假北)。所以「3857 的米」和「32650 的米」不是同一套米。

2. EPSG 是什么

EPSG 是一套公开的坐标参考系参数数据集,每个 CRS 有一个整数代码:

  • EPSG:4326 — WGS84 经纬度(度)
  • EPSG:3857 — Web 墨卡托(米)
  • EPSG:4490 — CGCS2000 经纬度
  • EPSG:32650 — WGS84 / UTM 50N(米)
  • EPSG:4547 — CGCS2000 / 3° 高斯-克吕格 中央经线 114°E(米)

查代码与参数:epsg.io、spatialreference.org。

3. 三个高频陷阱

陷阱一:轴序

EPSG:4326 的官方轴序是 纬度在前(lat, lon),但 GeoJSON / 大多数前端库用 经度在前(lon, lat)。OGC 为此单独定义了 CRS:84(lon, lat)。写代码时不要靠猜,明确转换。

陷阱二:单位

在 4326 上算距离得到的是「度」,不是米。1° 纬度约 111 km,但 1° 经度在赤道约 111 km、在 60°N 只有约 55.8 km。距离/面积必须投影到合适的 PCS,或用球面/椭球计算(PostGIS geography、Turf 的 geodesic 选项)。

陷阱三:随便换 EPSG

不同基准面之间的坐标不能直接套用。Beijing 1954 → CGCS2000 需要基准面转换(七参数/格网),只改 SRID 会把位置平移几十到上百米。

4. 分带与 UTM / 高斯-克吕格

投影离中央经线越远,变形越大。工程上把地球按经度切带:

  • UTM:6° 一带,北半球 EPSG:326xx(xx = 带号),南半球 327xx。
  • 高斯-克吕格:中国常用 3° 带(也可 6° 带),带号写在 EPSG 名称里(如 4547 = 中央经线 114°E)。

5. 工程约定

  1. 存储用 4326(GeoJSON 默认、交换格式通用)。
  2. 算距离/面积:投影到局部 PCS,或直接用 geography / geodesic 计算。
  3. 显示用 3857(瓦片地图的标准平面)。
  4. 每次读写都显式带上 CRS,不要依赖「默认是 4326」。

延伸阅读

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引用来源见 docs/RESOURCES.md