PROJ.4学习——初识PROJ

PROJ.4介绍——初始认识

前言

　　PROJ是一个通用的坐标转换软件，它将地理空间坐标从一个坐标系转换为另一个坐标系。这包括地图投影和大地坐标变换。

　　PROJ包含命令行应用程序，可以方便地从文本文件或直接从用户输入转换坐标。除了命令行实用程序之外，PROJ还提供了相关的API。API允许开发人员在自己的软件中使用PROJ的功能，而不必自己实现类似的功能。

　　PROJ最初是一个纯粹制图应用程序，允许用户使用许多不同的制图投影将大地坐标转换为投影坐标。多年来，随着需求的日益增加，对数据转移的支持也逐渐进入PROJ。今天，PROJ支持100多种不同的地图投影，可以用于除最晦涩的大地测量技术之外的所有基准面之间坐标转换。

快速起步

　　1.坐标系转投影空间

　　命令关键词：proj

　　坐标转换由PROJ术语中所称的“proj-strings”来定义。proj-string描述任何转换，不管它有多么简单或复杂。最简单的情况是大地坐标的投影。本节主要介绍一些简单的情况，并介绍proj-string的基本结构。讨论了大地变换中的复杂情况。

　　proj-strings保存给定坐标转换的参数，例如：

+proj=merc +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80

#+proj=merc 表示：将坐标系作为墨卡托投影
#+ellps=GRS80 表示：椭球体GRS80（椭球体名称、坐标系）
#+lat_ts=56.5 有效纬度范围Latitude of true scale

　　例如，一个proj-string由一个投影说明符 +proj 、一些应用于该投影的参数以及(如果需要的话)对一个基准位移的描述组成。在上面的例子中，大地坐标被转换成投影空间，在GRS80椭球面上，用Mercator投影，其纬度为北纬56.5度。PROJ中的每一个投影都可以用一个简写来标识，比如上面例子中的merc。

　　利用上述投影定义作为命令行实用程序proj的参数，我们可以将大地坐标转换为投影空间，在cmd中输入：

#利用proj做转换
#输入类型为 +ellps=GRS80
#因为没有定义+lat_0 纬度起点、+lon_0  中央经线，应该默认按照 +ellps=GRS80 的默认中经线 和 默认 维度0 作为参考点
#输出墨卡托投影

proj +proj=merc +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80

#在cmd中接着输入参数

55.2 12.2

#得到 55.2 12.2 维度、经度转换为米的数据

3399483.80      752085.60

#这一段命令分为3部分

• 1、 proj 表示：坐标系投影操作
• 2、 +proj=merc 表示：坐标系按照墨卡投影
• 3、 +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 表示：当前坐标系为GRS80大地坐标系，有效维度范围65.5

　　2.坐标系转换

　　命令关键词：cs2cs

　　PROJ还附带了cs2cs实用程序，该实用程序用于从一个坐标参考系统转换到另一个坐标参考系统。假设我们想要将上面的墨卡托坐标转换为UTM，我们可以用cs2cs来实现：

#在cmd中输入：
#+to表示：参数用于将源投影定义和目标投影定义分隔。

cs2cs +proj=merc +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 +to +proj=utm +zone=32

#再输入 

3399483.80      752085.60

#得到

6102578.00      1921733.78 0.00

#这段命令分为4部分

• 1、 cs2cs 表示坐标系转坐标系
• 2、 +proj=merc +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 表示：源投影定义，而源投影定义的输入参数为merc（墨卡托）类型参数，即米
• 3、 +to 表示：源投影定义转目标投影定义的分隔符
• 4、 +proj=utm +zone=32 表示：目标投影定义

#或者在cmd中输入：

cs2cs +proj=latlon +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 +to +proj=utm +zone=32

#再输入

55.2 12.2

#得到

6102577.99      1921733.77 0.00

#这段命令分为4部分

• 1、 cs2cs 表示坐标系转坐标系
• 2、 +proj=latlon +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 表示：源投影定义，使用GRS80坐标系，而源投影定义的输入参数为latlon（经纬度）类型参数
• 3、 +to 表示：源投影定义转目标投影定义的分隔符
• 4、 +proj=utm +zone=32 表示：目标投影定义

 关于EPSG

　　EPSG代码是与坐标系定义相关联的数字代码。如：EPSG:4326（EPSG:4326就是WGS84），你可以理解为EPSG文件对坐标系做了相关的归类整理。

　　详细资料可以看：http://www.epsg.org/

#在cmd中输入
cs2cs +init=epsg:4326 +to +init=epsg:25832
#在输入
56 12
#可以得到
6230195.91      1917547.45 0.00

#如果输入的纬度、经度为
55.2 12.2

#得到
6102577.99      1921733.77 0.00

#和输入：cs2cs +proj=latlon +lat_ts=56.5 +ellps=GRS80 +to +proj=utm +zone=32 得到的效果是一样的
#这段代码分为4部分

• cs2cs 、+to 两部分不再解释
• +init=epsg:4236 表示源投影定义
  • 　　可以查询资料看到，ESPG:4326 表示如下规则

# Hu Tzu Shan 1950
<4236> +proj=longlat +ellps=intl +towgs84=-637,-549,-203,0,0,0,0 +no_defs  <>

• +init=espg:25832 表示目标投影定义
  • 　　可以查询资料看到，ESPG:25832 表示如下规则

# ETRS89 / UTM zone 32N
<25832> +proj=utm +zone=32 +ellps=GRS80 +towgs84=0,0,0,0,0,0,0 +units=m +no_defs  <>