将投影坐标转换为地理坐标的7种方法

GISer35

在地图上，为了保证数据的局部精度，会根据不同区域，采用不同类型的投影坐标（如墨卡托投影、高斯投影等等）。所以经常需要将投影坐标，转换为地理坐标，便于理解和阅读。本文共提供七种方法解决此问题。当然，我确认绝对不止这7种方法，对没有提到的方法，请留言补充。

命令行工具gdaltransform

命令行工具，我认为是实现坐标转换最快捷也是最容易的。安装OSGeo4W，并安装GDAL命令行工具后，双击OSGeo4W.bat脚本，启动命令行。首先输入gdaltransform -s_srs EPSG:32651 -t_srs EPSG:4326，设置坐标系变量。然后再输入X、Y数据后，即得到结果。
如输入300000.0 4500000.0，返回120.635319212982 40.6266397268273 0

同时，参考如下脚本，实现gdaltransform批量坐标转换。

@echo off
type points.txt | gdaltransform -s_srs EPSG:32651 -t_srs EPSG:4326

点击这里，从官网了解更多用法。

QGIS-Python工具

使用QGIS中集成的Python工具，也是一种不错的选择。打开QGIS的Python控制台后，输入如下代码即可。

from qgis.core import QgsCoordinateTransform, QgsProject, QgsCoordinateReferenceSystem

# 使用EPSG编号，定义源投影坐标系（例如：UTM Zone 51N, EPSG:32651）
source_crs = QgsCoordinateReferenceSystem("EPSG:32651")

# 定义目标地理坐标系（WGS84, EPSG:4326）
dest_crs = QgsCoordinateReferenceSystem("EPSG:4326")

# 创建坐标转换器，需要传入当前项目的transform context
transform = QgsCoordinateTransform(source_crs, dest_crs, QgsProject.instance())

# 输入待转换的投影坐标点（示例坐标，单位：米）
x_proj = 300000
y_proj = 4500000

# 执行坐标转换
point = transform.transform(x_proj, y_proj)

# 获取转换后的地理坐标（经度, 纬度）
longitude = point.x()  # 经度
latitude = point.y()   # 纬度

GDAL Python

GDAL Python在Windows平台，也是由OSGeo4W提供。首先下载好OSGeo4W后。参考以下代码实现。

from osgeo import osr

x_proj = 300000
y_proj = 4500000

# 创建源坐标系
source_srs = osr.SpatialReference()
source_srs.ImportFromEPSG("EPSG:32651")

# 创建目标坐标系（WGS84）
target_srs = osr.SpatialReference()
target_srs.ImportFromEPSG("EPSG:4326")

# 创建坐标转换对象
transform = osr.CoordinateTransformation(source_srs, target_srs)

# 执行坐标转换（注意返回值为[经度, 纬度, 高度]）
lon, lat, _ = transform.TransformPoint(x_proj, y_proj)

GDAL C++

使用GDAL C++接口，也是很容易实现不同坐标系之间的转换。与GDAL Python类似，核心是使用OGRCoordinateTransformation类的transform实现。
注意，使用变量OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER调整数据转换后的XY顺序。点击这里，参考官方给出的解释文档。

// 初始化GDAL
GDALAllRegister();

// 定义投影坐标
double x = 300000.0;  // 东向坐标
double y = 4500000.0; // 北向坐标

// 创建源坐标系（投影坐标系）
OGRSpatialReference sourceSRS;
sourceSRS.importFromEPSG(32651); 

// 创建目标坐标系（地理坐标系 WGS84）
OGRSpatialReference targetSRS;
targetSRS.SetWellKnownGeogCS("WGS84");

// 注意：设置轴顺序为经度、纬度
(https://gdal.org/en/stable/tutorials/osr_api_tut.html#crs-and-axis-order)
targetSRS.SetAxisMappingStrategy(OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER);

// 创建坐标转换对象
OGRCoordinateTransformation* coordTrans = 
	OGRCreateCoordinateTransformation(&sourceSRS, &targetSRS);

if (!coordTrans) {
	std::cerr << "坐标转换对象创建失败！" << std::endl;
	return 1;
}

// 执行坐标转换
double geoX = x;
double geoY = y;
int success = coordTrans->Transform(1, &geoX, &geoY);

// 清理资源
OCTDestroyCoordinateTransformation(coordTrans);

Java GeoTools

选择Java的GeoTools工具实现坐标转换，首先增加GeoTools的依赖。
示例代码如下：

import org.geotools.api.referencing.FactoryException;
import org.geotools.api.referencing.crs.CoordinateReferenceSystem;
import org.geotools.api.referencing.operation.MathTransform;
import org.geotools.api.referencing.operation.TransformException;
import org.geotools.referencing.CRS;

public class CoordinateConverter {

    public static void main(String[] args) {
        // 定义源投影坐标系
        String sourceCRSCode = "EPSG:32651";
        // 定义目标地理坐标系
        String targetCRSCode = "EPSG:4326";

        try {
            // 1. 创建坐标系对象
            CoordinateReferenceSystem sourceCRS = CRS.decode(sourceCRSCode);
            CoordinateReferenceSystem targetCRS = CRS.decode(targetCRSCode);

            // 2. 检查轴顺序，强制目标坐标系为经度-纬度顺序
            boolean longitudeFirst = CRS.getAxisOrder(targetCRS) == CRS.AxisOrder.EAST_NORTH;
            if (!longitudeFirst) {
                // 如果目标坐标系默认是纬度在前，需指定强制轴顺序
                targetCRS = CRS.decode(targetCRSCode + "?forceAxisOrder=long,lat");
            }

            // 3. 创建坐标转换器
            MathTransform transform = CRS.findMathTransform(sourceCRS, targetCRS, true);

            // 4. 定义投影坐标点（东向、北向）
            double[] srcPoints = {300000.0, 4500000.0}; // x, y

            // 5. 执行坐标转换
            double[] dstPoints = new double[2];
            transform.transform(srcPoints, 0, dstPoints, 0, 1);

            // 6. 输出结果（经度、纬度）
            System.out.printf("经度: %.8f°, 纬度: %.8f°\n", dstPoints[0], dstPoints[1]);

        } catch (FactoryException | TransformException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

JavaScript proj4js

若开发的是网页应用，使用proj4js也可以轻松实现坐标系转换。有一点需要注意，proj4js中，并没有内置EPSG编码及对应的参考系参数。所以需要使用proj4.defs自定义。点击这里，从EPSG官网查询编码对应的坐标系参数。
示例代码，如下：

// 引入 proj4
// const proj4 = require('proj4');

// 定义坐标系
// 1. 源坐标系
proj4.defs("EPSG:32651", "+proj=utm +zone=51 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +type=crs");
// 2. 目标坐标系
proj4.defs("EPSG:4326", "+proj=longlat +datum=WGS84 +no_defs");

// 定义投影坐标点（东向坐标, 北向坐标）
const utmX = 300000.0;
const utmY = 4500000.0;

try {
  // 执行坐标转换
  const [longitude, latitude] = proj4(
    proj4.defs("EPSG:32651"),
    proj4.defs("EPSG:4326"),
    [utmX, utmY]
  );

  // 输出结果（经度, 纬度）
  console.log("地理坐标（经度, 纬度）:");
  console.log(`经度: ${longitude.toFixed(8)}°, 纬度: ${latitude.toFixed(8)}°`);
} catch (error) {
  console.error("坐标转换失败:", error);
}

QGIS-人机交互

无论是QGIS、ArcGIS、还是国产的地图平台，都会提供数据坐标转换功能。我以QGIS为例说明如何操作软件实现坐标转换。其实，我认为QGIS软件更适合于将整个数据图层的转换，不适合做单点的转换。请参考如下步骤操作，确实较为繁琐。
1.构建临时点图层，坐标选择为待计算的数据所使用的投影坐标系。
2.使用待计算的投影坐标数值，修改点的位置。
3.将图层重投影到地理坐标系。
4.右键点击点要素，在顶点编辑器中，即显示地理坐标。

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