GIS中4490与4326坐标系解析

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核心摘要

  • EPSG:4326 - WGS84:这是一个全球通用地理坐标系。它用经纬度来表示地球上的一个点。你手机GPS、谷歌地球、GPS设备直接获取的数据通常就是这个坐标系。
  • EPSG:4490 - CGCS2000:这是中国国家大地坐标系,也是一个地理坐标系。它在设计上和WGS84非常相似,但在中国境内的法律和测绘活动中,它才是官方标准。

详细介绍

1. EPSG:4326 - WGS84坐标系

  • 全称:World Geodetic System 1984 (世界大地测量系统 1984)

  • 管理机构:美国国家地理空间情报局。

  • 类型地理坐标系

  • 核心定义

    • 椭球体:采用WGS84椭球体来近似表示地球的形状。这个椭球体的长半轴和扁率有特定的值。
    • 基准面:以整个地球的质量中心为原点(地心)。
  • 坐标表示:用经度 和纬度 来表示位置。

    • 例如:(116.3914°E, 39.9042°N) 表示北京天安门广场的大致位置。
  • 应用场景

    • GPS全球定位系统的默认坐标系。
    • 几乎所有互联网地图的底层数据存储和交换标准(如Google Maps, OpenStreetMap)。
    • GIS数据国际交换的标准格式。

简单理解:WGS84是世界的“普通话”,是全球通用的一套描述地球上任一点位置的规则。

2. EPSG:4490 - CGCS2000坐标系

  • 全称:China Geodetic Coordinate System 2000 (中国大地坐标系 2000)

  • 管理机构:中国。

  • 类型地理坐标系

  • 核心定义

    • 椭球体:采用CGCS2000椭球体。这个椭球体和WGS84椭球体极其相似,其长半轴完全一样,扁率有极其微小的差异(这个差异在绝大多数民用领域可以忽略不计)。
    • 基准面:同样是以地心为原点。
  • 坐标表示:同样用经度 和纬度 来表示位置。

  • 应用场景

    • 中国所有官方测绘活动的法定坐标系。
    • 中国的国土资源管理、城市规划、交通、水利等所有政府部门产生的空间数据都必须基于此坐标系。
    • 中国的导航电子地图必须使用此坐标系或其投影后的坐标系(如高斯-克吕格投影)。

简单理解:CGCS2000是中国的“官方语言”,是中国国内一切测绘和地理信息活动的法定标准。它在全球层面上和WGS84兼容性很好,但在法律和精度上有其独立地位。


关键区别与联系

特性EPSG:4326 (WGS84)EPSG:4490 (CGCS2000)
别名经纬度坐标系、全球坐标系国家2000坐标系
起源美国,用于GPS系统中国,用于国内测绘
椭球体WGS84椭球体CGCS2000椭球体
原点地心地心
坐标单位度 (°)度 (°)
法律地位国际通用事实标准中国法定坐标系
主要用途全球定位、互联网地图、国际数据交换中国国内所有官方测绘、政府部门数据
关系两者在大部分情况下坐标值非常接近,通常差异在厘米级甚至更小,在低精度要求下可以视为等同。

为什么在超图/GIS服务中需要区分它们?

  1. 法律合规性:在中国进行正式的项目、向政府部门提交数据时,必须使用CGCS2000坐标系,使用WGS84可能不被接受。
  2. 精度要求:虽然对于普通应用(如网页地图、车辆导航)两者差异可以忽略,但在高精度测绘、地质监测、大型工程测量等领域,即使是厘米级的差异也是不能被接受的。
  3. 数据一致性:将来自不同来源的数据(如来自GPS的WGS84数据和来自国土局的CGCS2000数据)进行叠加分析时,如果不进行正确的坐标系转换或统一,会导致数据错位。
  4. 与投影坐标系的关系:这两个都是地理坐标系(球面坐标)。在实际制作平面地图时,需要将它们投影成投影坐标系(平面直角坐标,单位是米)。在中国,CGCS2000常被投影为“高斯-克吕格投影”(如3度分带,EPSG:4513等);而WGS84常被投影为“Web Mercator”(EPSG:3857),用于谷歌、百度等网络地图。因此,选择正确的地理坐标系是进行正确投影的第一步。

总结

  • 如果你在做国际项目,或者使用谷歌地图、OpenStreetMap等全球性底图,或者处理原始GPS数据,那么你主要接触的是 WGS84
  • 如果你在做中国国内的项目,尤其是政府项目、官方测绘,或者使用天地图、国家基础地理信息数据,那么你必须使用 CGCS2000

在超图等专业的GIS服务平台中,它们会提供完善的坐标系定义和转换工具,以确保数据能在不同的坐标系下正确显示和计算。在处理数据时,明确数据的坐标系并正确设置项目的坐标系,是保证一切空间分析准确无误的基础。

一个小提示:我们常说的火星坐标系(GCJ-02)和百度坐标系(BD-09)是在WGS84的基础上进行了人为的加密和偏移,主要用于保护国家安全和商业利益,它们是另一个层面的概念,与这里讨论的测量基准不同。