WGS84 GeoJSON 坐标系到经纬度坐标系转换：解决常见问题

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2024-03-15 00:33:35

WGS84 GeoJSON 坐标系到经纬度坐标系转换：完整指南

简介

在处理地理空间数据时，经常需要在不同的坐标系之间进行转换。本文将介绍如何将使用 WGS84（EPSG:4326）坐标系的 GeoJSON 文件中的多边形数据导入 MySQL 数据库，同时将坐标转换为经纬度格式。

问题陈述：

如何将 WGS84 GeoJSON 文件中的数据转换为经纬度格式，以便在 MySQL 数据库中执行空间查询？

解决方案

转换 WGS84 GeoJSON 坐标系到经纬度坐标系需要以下步骤：

1. 确定 UTM 区域

由于英国群岛跨越三个 UTM 区域，因此需要确定每个坐标对应的区域。可以使用在线工具或地图投影库进行此操作。

2. 转换坐标

确定 UTM 区域后，使用提供的代码将每个点从 WGS84 坐标系转换为经纬度坐标系：

// 将 WGS84 坐标转换为经纬度坐标
function wgs84_to_lat_lng($lon, $lat, $utm_zone) {
    // WGS84 椭球体参数
    $a = 6378137.0; // 半长轴
    $b = 6356752.314245; // 半短轴
    $e2 = ($a*$a - $b*$b) / ($a*$a); // 第一偏心率的平方
    $e = sqrt($e2); // 第一偏心率
    $n = ($a-$b) / ($a+$b); // 扁率

    // 将经度转换为弧度
    $lon_rad = $lon * pi() / 180;

    // 将纬度转换为弧度
    $lat_rad = $lat * pi() / 180;

    // 计算 UTM 带号
    $zone_num = $utm_zone - 1;

    // 计算经度带中央经线
    $lon0 = -183 + 6 * $zone_num;

    // 计算纬度带中央纬线
    $lat0 = 0;

    // 计算纬度带尺度因子
    $k0 = 0.9996;

    // 计算东向偏移
    $easting = $k0 * $a * ($lon_rad - $lon0) / $e2;

    // 计算北向偏移
    $northing = $k0 * $a * log(tan(pi()/4 + $lat_rad/2) * 
                (1 - $e*sin($lat_rad)) / (1 + $e*sin($lat_rad))) / $e2;

    // 返回经纬度坐标
    return array($lat, $lon);
}

3. 导入数据

使用转换后的经纬度坐标将数据导入 MySQL 数据库。

示例代码：

// 读取 GeoJSON 文件
$geojson = json_decode(file_get_contents('british_isles.geojson'));

// 遍历多边形数据
foreach ($geojson->features as $feature) {
    // 获取 UTM 区域
    $utm_zone = get_utm_zone($feature->geometry->coordinates[0][0][0]);

    // 遍历点并转换坐标
    foreach ($feature->geometry->coordinates[0][0] as &$point) {
        $point = wgs84_to_lat_lng($point[0], $point[1], $utm_zone);
    }

    // 将转换后的数据插入数据库
    $query = 'INSERT INTO polygons (geometry) VALUES (ST_GeomFromGeoJSON(:geojson))';
    $stmt = $db->prepare($query);
    $stmt->execute(['geojson' => json_encode($feature->geometry)]);
}