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EPSG:4326是什么

了解EPSG:4326坐标参考系统、WGS84、经纬度坐标以及EPSG:4326与EPSG:3857之间的区别。

阅读约 52 分钟

EPSG:4326是什么

EPSG:4326是GIS中最常见的坐标参考系统之一,对应WGS 84地理坐标参考系统。

它主要使用:

经度 Longitude
+
纬度 Latitude

描述地球上的地理位置。

例如:

116.397
39.908

在EPSG:4326下通常表示:

经度:116.397°
纬度:39.908°

EPSG:4326广泛应用于:

  • GPS
  • 全球定位
  • GeoJSON
  • WKT
  • GPS轨迹
  • GIS数据交换
  • Web GIS
  • 地理数据存储

EPSG:4326的核心特点

EPSG:4326可以简单理解为:

EPSG:4326
    ↓
WGS84
    ↓
地理坐标参考系统
    ↓
经度 + 纬度
    ↓
角度单位

它描述的是地球表面的位置,而不是Web地图上的平面像素位置。

什么是WGS84

WGS84是全球非常常用的地理参考系统,由美国国防部维护和定义。

GPS系统使用WGS84作为重要的地理参考框架。

因此在GIS开发中经常看到:

WGS84

和:

EPSG:4326

一起出现。

可以简单记住:

WGS84
    ↓
一种地理参考系统

EPSG:4326
    ↓
该坐标参考系统的常用EPSG标识

EPSG:4326属于什么类型

EPSG:4326属于地理坐标参考系统(Geographic Coordinate Reference System)

它使用:

经度
纬度

作为坐标。

与EPSG:3857不同:

EPSG:4326
    ↓
地理坐标
    ↓
经度 + 纬度

而:

EPSG:3857
    ↓
投影坐标
    ↓
X + Y

EPSG:4326的坐标单位

EPSG:4326使用角度作为坐标单位。

例如:

116.397
39.908

通常表示:

116.397°
39.908°

这里不是:

116.397米
39.908米

而是经纬度角度。

因此不能直接把:

经度差 = 0.01

理解成:

距离 = 0.01米

经纬度与实际地面距离之间还受到纬度和地球模型等因素影响。

经度和纬度

EPSG:4326最核心的两个概念就是:

Longitude
    ↓
经度

Latitude
    ↓
纬度

通常:

X = 经度
Y = 纬度

例如:

[116.397, 39.908]

通常表示:

经度 = 116.397
纬度 = 39.908

在处理GeoJSON、CSV、WKT时尤其需要注意坐标顺序。

经度范围

经度通常表示东西方向的位置。

常见范围:

-180° ~ 180°

可以简单理解为:

-180°
  ↓
西经

0°
  ↓
本初子午线

180°
  ↓
东经

例如:

116°

表示东经116°附近。

纬度范围

纬度表示南北方向的位置。

范围通常为:

-90° ~ 90°

其中:

90°
 ↓
北极

0°
 ↓
赤道

-90°
 ↓
南极

例如:

39.9°

表示北纬39.9°附近。

EPSG:4326坐标示例

例如:

POINT (116.397 39.908)

可以理解为:

Point
├── 经度:116.397°
└── 纬度:39.908°

这是GIS中非常典型的EPSG:4326坐标表示。

EPSG:4326与Geometry

Geometry负责描述空间形状,而EPSG:4326负责解释Geometry中的坐标。

例如:

POINT (116.397 39.908)

如果CRS是:

EPSG:4326

就可以理解为:

经度:116.397
纬度:39.908

因此:

Geometry
    ↓
Coordinates
    ↓
CRS = EPSG:4326
    ↓
解释为空间位置

EPSG:4326与Feature

Feature通常由:

Geometry
+
Attributes

组成。

例如:

{
  "type": "Feature",
  "geometry": {
    "type": "Point",
    "coordinates": [116.397, 39.908]
  },
  "properties": {
    "name": "北京"
  }
}

这里:

geometry
    ↓
空间位置

properties
    ↓
对象属性

如果Geometry使用EPSG:4326:

[116.397, 39.908]

通常就可以解释为:

经度 + 纬度

EPSG:4326与GeoJSON

GeoJSON是Web GIS中非常常见的空间数据格式。

例如:

{
  "type": "Feature",
  "geometry": {
    "type": "Point",
    "coordinates": [116.397, 39.908]
  },
  "properties": {
    "name": "北京"
  }
}

其中:

coordinates
    ↓
[经度, 纬度]

现代GeoJSON规范通常使用WGS84坐标参考系统来表达地理坐标。

因此在处理GeoJSON时,经常会看到:

EPSG:4326

EPSG:4326与WKT

WKT可以直接表达Geometry。

例如:

POINT (116.397 39.908)

如果数据使用EPSG:4326,那么:

116.397
    ↓
经度

39.908
    ↓
纬度

WKT本身主要描述Geometry,因此实际数据处理中还需要明确其CRS。

EPSG:4326与CSV

CSV经常用于保存经纬度数据。

例如:

id,name,longitude,latitude
1,北京,116.397,39.908
2,上海,121.473,31.230
3,广州,113.264,23.129

其中:

longitude
    ↓
经度

latitude
    ↓
纬度

如果这些数据采用WGS84经纬度,就可以转换为EPSG:4326空间数据。

例如:

CSV
 ↓
longitude + latitude
 ↓
EPSG:4326
 ↓
Point Feature
 ↓
GeoJSON

这也是GIS数据处理中非常常见的流程。

EPSG:4326与EPSG:3857

这是GIS学习中最重要的坐标系对比之一。

EPSG:4326

WGS84
 ↓
经度 + 纬度
 ↓
角度

例如:

116.397
39.908

EPSG:3857

Web Mercator
 ↓
X + Y
 ↓
米

例如:

12958000
4850000

两者可以表示同一个地理位置,但坐标值和坐标含义完全不同。

EPSG:4326转换到EPSG:3857

Web GIS中经常需要:

EPSG:4326
    ↓
经纬度
    ↓
坐标转换
    ↓
EPSG:3857
    ↓
Web地图

例如用户输入:

116.397, 39.908

前端地图框架可以将其转换成Web Mercator坐标,用于地图显示。

因此常见的开发流程是:

用户输入经纬度
        ↓
EPSG:4326
        ↓
fromLonLat / 坐标转换
        ↓
EPSG:3857
        ↓
地图显示

EPSG:4326适合做什么

EPSG:4326非常适合:

  • GPS坐标
  • 经纬度数据
  • 全球地理数据
  • GeoJSON
  • 数据交换
  • 地理位置存储
  • 坐标输入
  • GIS数据转换

例如:

GPS
 ↓
经纬度
 ↓
EPSG:4326

这是非常典型的使用方式。

EPSG:4326不适合直接做什么

EPSG:4326使用经纬度角度作为坐标,因此不适合直接把坐标差值当成平面距离或面积。

例如:

经度差 = 0.01

不能直接认为:

距离 = 0.01米

同样:

Polygon
 ↓
直接使用经纬度计算面积

也需要特别谨慎。

如果需要进行精确的:

  • 距离计算
  • 面积计算
  • 缓冲区分析
  • 工程测量

通常应该选择适合研究区域的投影坐标系。

EPSG:4326与地图显示

EPSG:4326本身可以用于表达地图上的地理位置,但Web地图的显示坐标通常还会使用投影坐标系。

例如:

GPS数据
 ↓
EPSG:4326
 ↓
经纬度
 ↓
转换
 ↓
EPSG:3857
 ↓
Web地图

所以:

数据坐标

和:

地图显示坐标

并不一定相同。

EPSG:4326常见应用

GPS

GPS设备通常输出经纬度:

Latitude
Longitude

这些坐标可以使用WGS84进行表达。

GeoJSON

Web GIS中大量GeoJSON数据采用WGS84经纬度。

CSV

很多GIS数据交换文件使用:

longitude
latitude

保存经纬度。

数据库

空间数据库可以保存带有SRID的Geometry。

例如:

SRID = 4326

表示Geometry使用EPSG:4326对应的空间参考。

EPSG:4326常见问题

把经纬度顺序写反

正确的GeoJSON坐标通常是:

[经度, 纬度]

例如:

[116.397, 39.908]

如果写成:

[39.908, 116.397]

就可能导致位置错误。

把经纬度当成米

EPSG:4326的单位是角度,而不是米。

因此不能直接:

X × Y

计算实际面积。

与EPSG:3857混淆

不要认为:

116.397, 39.908

可以直接作为:

EPSG:3857

使用。

两者坐标体系不同。

数据缺少CRS信息

如果只有:

116.397, 39.908

却不知道:

CRS是什么?

就无法完全确定这组坐标应该如何解释。

EPSG:4326知识结构

可以将EPSG:4326理解为:

EPSG:4326
│
├── WGS84
│
├── Geographic CRS
│
├── 经度
│
├── 纬度
│
├── 角度单位
│
├── GPS
│
├── GeoJSON
│
└── GIS数据交换

与EPSG:3857的关系:

EPSG:4326
经度 + 纬度
      │
      │ 坐标转换
      ↓
EPSG:3857
X + Y
      │
      ↓
Web地图

总结

EPSG:4326是GIS中非常重要的地理坐标参考系统,对应WGS84。

它的核心特点是:

EPSG:4326
    ↓
WGS84
    ↓
地理坐标参考系统
    ↓
经度 + 纬度
    ↓
角度单位

可以记住:

EPSG:4326主要用于表达地球上的经纬度位置,是GPS、GeoJSON和GIS数据交换中非常常见的坐标参考系统。

同时要记住:

EPSG:4326适合表达“地理位置”,EPSG:3857适合Web地图显示;进行精确距离和面积分析时,应根据具体区域和分析目的选择合适的投影坐标系。

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