EPSG坐标系统的几种格式

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文章目录

- - [一、OGC WKT（Well-Known Text）](#一、OGC WKT（Well-Known Text）)
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
    - 局限性
  - [二、OGC WKT2](#二、OGC WKT2)
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
    - 优势
  - [三、ESRI WKT](#三、ESRI WKT)
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
    - 局限性
  - 四、Proj.4格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
    - 优势
  - 五、Proj4js格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 六、JSON格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 七、GeoServer格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 八、MapServer格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 九、Mapnik格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 十、PostGIS格式
  - - 定义
    - 结构特点
    - 应用场景
  - 总结：格式对比与选择建议
  - - 选择建议：

以下是对EPSG官网中提到的坐标系统格式的详细介绍，涵盖定义、特点、应用场景及示例，帮助你全面理解不同格式的差异与用途：

一、OGC WKT（Well-Known Text）

定义

由开放地理空间联盟（OGC） 制定的标准文本表示法，用于描述空间参考系统（SRS）、坐标系统、投影等地理信息。
基于ASCII文本，结构清晰，便于人类阅读和程序解析。

结构特点

使用括号嵌套表示层级关系，例如：

wkt 复制代码

GEOGCS["WGS 84", 
  DATUM["WGS_1984", 
    SPHEROID["WGS 84", 6378137, 298.257223563]], 
  PRIMEM["Greenwich", 0], 
  UNIT["degree", 0.0174532925199433]]

包含地理坐标系（GEOGCS）、投影坐标系（PROJCS）、基准面（DATUM）等核心要素。

应用场景

广泛用于GIS软件（如QGIS、ArcGIS）、空间数据库（如PostGIS）及OGC标准协议（WMS、WFS）。
是坐标系统交换的基础格式，支持二维坐标表示。

局限性

不支持三维坐标（Z轴）和时间维度（M轴）。
对复杂投影的描述能力有限。

二、OGC WKT2

定义

OGC WKT的升级版，在OGC 12-063r5标准中发布，增强了对复杂空间参考系统的描述能力。

结构特点

新增对三维坐标（Z）、时间维度（M）、复合坐标系（COMPCS） 的支持，例如：

wkt2 复制代码

COMPCS["ETRS89 / UTM zone 33N + height", 
  PROJCS["ETRS89 / UTM zone 33N", 
    GEOGCS["ETRS89", ...], 
    PROJECTION["Transverse_Mercator"], 
    PARAMETER["latitude_of_origin", 0], ...], 
  VERTCS["ETRS89 Height", 
    DATUM["ETRS89"], 
    UNIT["metre", 1]]]

支持投影参数的详细定义（如PROJECTION、PARAMETER），兼容更多投影类型。

应用场景

适用于需要三维空间数据（如地形建模、BIM）或时间序列数据的场景。
新GIS标准（如OGC API）优先推荐使用WKT2。

优势

更完整的坐标系描述，减少歧义，便于跨平台数据交换。

三、ESRI WKT

定义

由Esri公司定制的WKT格式，用于ArcGIS系列产品（如ArcMap、ArcGIS Pro），与OGC WKT不完全兼容。

结构特点

语法类似OGC WKT，但包含Esri特有的扩展字段，例如：

esriwkt 复制代码

GEOGCS["GCS_WGS_1984", 
  DATUM["D_WGS_1984", 
    SPHEROID["WGS_1984", 6378137.0, 298.257223563]], 
  PRIMEM["Greenwich", 0.0], 
  UNIT["Degree", 0.0174532925199433]]

部分参数命名不同（如OGC的"UNIT"在Esri中可能为"UNIT"，但投影参数可能有差异）。

应用场景

仅在Esri生态系统内使用，如ArcGIS软件、FileGDB数据库。
与OGC WKT转换时需注意字段映射（如Esri的"PROJCS"可能对应OGC的"PROJECTED_CS"）。

局限性

非开源标准，跨平台兼容性较差。

四、Proj.4格式

定义

由Proj.4库 （现整合为PROJ库）使用的坐标系统参数表示法，以键值对（+key=value） 形式描述投影参数。

结构特点

简洁的参数化格式，例如WGS 84 UTM Zone 33N：
proj4 复制代码
```
+proj=utm +zone=33 +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs
```
核心参数包括：
- +proj：投影类型（如utm、mercator）
- +zone：UTM分区
- +ellps：椭球体
- +datum：基准面

应用场景

广泛用于GIS开发（如GDAL、QGIS）、命令行工具（如proj）。
是坐标转换的底层参数标准，支持高效计算。

优势

格式紧凑，便于编程接口调用（如Python的pyproj库）。

五、Proj4js格式

定义

Proj.4的JavaScript版本，用于Web端坐标转换，适配浏览器环境。

结构特点

与Proj.4参数基本一致，但语法适配JavaScript对象，例如：

javascript 复制代码

var wgs84 = {
  proj: 'longlat',
  ellps: 'WGS84',
  datum: 'WGS84',
  units: 'degrees',
  no_defs: true
};

支持通过proj4库的API进行坐标转换：
javascript 复制代码
```
proj4(utmZone33, wgs84, [500000, 6000000]); // 从UTM转换到WGS84
```

应用场景

WebGIS开发（如OpenLayers、Leaflet），用于前端投影转换。
解决浏览器中坐标计算的性能需求。

六、JSON格式

定义

以JSON对象表示坐标系统信息，结构灵活，便于Web应用解析。

结构特点

分层级的键值对，例如：

json 复制代码

{
  "name": "WGS 84 / UTM zone 33N",
  "type": "projected",
  "baseGeographic": {
    "name": "WGS 84",
    "ellipsoid": { "name": "WGS84", "semiMajor": 6378137, "inverseFlattening": 298.257223563 }
  },
  "projection": {
    "name": "Transverse Mercator",
    "parameters": {
      "centralMeridian": 15,
      "latitudeOfOrigin": 0,
      "scaleFactor": 0.9996,
      "falseEasting": 500000,
      "falseNorthing": 0
    }
  }
}

可自定义字段，适配不同框架需求。

应用场景

WebGIS服务接口（如GeoServer的REST API）、前端配置文件。
适合与JSON兼容的数据库（如MongoDB）存储坐标系统元数据。

七、GeoServer格式

定义

GeoServer开源服务器使用的坐标系统配置格式，基于OGC标准并支持扩展。

结构特点

兼容OGC WKT/WKT2，同时支持通过XML配置文件（如layers.xml）或Web界面管理坐标系统：

xml 复制代码

<坐标系>
  <name>EPSG:32633</name>
  <wkt>PROJCS["WGS 84 / UTM zone 33N", ...]</wkt>
  <axisOrder>enu</axisOrder>
</坐标系>

支持动态加载EPSG坐标系统定义（通过EPSG数据库插件）。

应用场景

GeoServer服务发布时的坐标系配置，如WMS图层的投影设置。
与其他开源工具（如QGIS、uDig）无缝对接。

八、MapServer格式

定义

MapServer开源服务器 使用的坐标系统描述方式，通过配置文件（.map）定义。

结构特点

在.map文件中使用PROJECTION区块定义投影参数，例如：
map 复制代码
```
PROJECTION
  "init=epsg:32633"
  "proj=utm"
  "zone=33"
  "ellps=WGS84"
END
```
支持直接引用EPSG代码（init=epsg:XXXX）或Proj.4参数。

应用场景

MapServer地图服务的投影配置，适用于服务器端渲染地图瓦片。
与WebGIS框架（如MapServer + Leaflet）结合使用。

九、Mapnik格式

定义

Mapnik地图渲染库使用的坐标系统配置格式，用于定义地图投影和坐标转换。

结构特点

在Mapnik XML配置文件（.xml）中通过Projection标签定义，例如：

xml 复制代码

<Map srs="+proj=merc +ellps=WGS84 +datum=WGS84 +units=m +no_defs">
  <!-- 图层定义 -->
  <Layer name="roads">
    <StyleName>road-style</StyleName>
  </Layer>
</Map>

直接使用Proj.4参数字符串（srs属性）描述投影。

应用场景

地图瓦片渲染（如OpenStreetMap的瓦片生成），定义地图的输出投影。
与Python、C++等语言集成，用于自定义地图样式。

十、PostGIS格式

定义

PostGIS空间数据库扩展使用的坐标系统格式，基于OGC标准并支持扩展。

结构特点

主要通过以下方式表示坐标系统：
1. WKT/EWKT ：扩展WKT支持三维（EWKT），例如：
  sql 复制代码
```
SELECT ST_SRID(ST_GeomFromEWKT('SRID=32633;POINT(500000 6000000 10)'));
```
2. EPSG代码 ：通过spatial_ref_sys表关联EPSG定义，例如：
  sql 复制代码
```
SELECT * FROM spatial_ref_sys WHERE srid = 32633;
```
3. Proj.4参数 ：在函数中直接使用，如ST_Transform：
  sql 复制代码
```
SELECT ST_Transform(geom, '+proj=utm +zone=33 +ellps=WGS84');
```

应用场景

空间数据存储与查询，支持PostgreSQL数据库中的坐标转换和投影计算。
与GIS服务器（如GeoServer）对接时的坐标系适配。

总结：格式对比与选择建议

格式类型	核心特点	适用场景	兼容性
OGC WKT	二维标准文本，OGC基础格式	通用GIS交换、简单应用	跨平台高，不支持三维
OGC WKT2	三维+时间维度，OGC新标准	三维GIS、复杂投影	新工具支持，旧系统需适配
ESRI WKT	Esri定制格式	ArcGIS生态系统	仅限Esri产品
Proj.4	参数化键值对，高效计算	编程接口、坐标转换	跨平台高，适合开发
Proj4js	Proj.4的JS版本	Web前端坐标转换	浏览器环境
JSON	灵活结构化数据	Web服务、配置文件	前端友好，自定义性强
GeoServer/MapServer	服务器配置格式	开源GIS服务器部署	对应服务器生态
Mapnik	地图渲染投影定义	瓦片生成、样式配置	与Mapnik渲染流程绑定
PostGIS	数据库空间格式	空间数据存储与查询	与PostgreSQL深度集成

选择建议：

通用交换：优先使用OGC WKT2（支持三维）或Proj.4（参数简洁）。
Web开发：JSON（配置）+ Proj4js（前端计算）。
Esri生态：使用ESRI WKT或EPSG代码。
数据库存储：PostGIS推荐结合EPSG代码与EWKT。
服务器配置：根据使用的平台（GeoServer/MapServer）选择对应格式。