GE與凱立德在功能區(qū)監(jiān)測中的應(yīng)用

唐曉春 任曉東 陸建偉

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款谷歌公司開發(fā)的虛擬地球軟件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。GE中的位置點可以導(dǎo)出為KML或KMZ文件，方便文件交換，供他人使用。凱立德是深圳市凱立德科技股份有限公司的一款國產(chǎn)GPS導(dǎo)航軟件。K碼（9位短碼）是凱立德獨創(chuàng)的位置編碼功能，用于精確描述和分享位置信息。

功能區(qū)監(jiān)測中需要每個月從相同的采樣點采集水樣，GE中的采樣點雖可以導(dǎo)出經(jīng)緯度信息，但國內(nèi)的導(dǎo)航軟件不支持采用經(jīng)緯度直接導(dǎo)航。凱立德K碼雖可以在導(dǎo)航軟件中直接輸入進(jìn)行單點定位，但并不能將所有采樣點全部顯示在一張地圖上進(jìn)行合理的路線規(guī)劃。如何將GE與凱立德各自的優(yōu)點結(jié)合起來，實現(xiàn)以合理的采樣線路完成采集水樣的任務(wù)，是一個值得思考的問題。

圖1 K碼轉(zhuǎn)GCJ02圖

一、地圖坐標(biāo)系簡介

國內(nèi)采用的地圖坐標(biāo)主要有三種， 分別為WGS84、GCJ02和BD09ll。

1.WGS84（地圖坐標(biāo)）

GE使用的是WGS84的坐標(biāo)系統(tǒng)。WGS84為一種大地坐標(biāo)系，也是目前廣泛使用的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)使用的坐標(biāo)系。

2.GCJ02（火星坐標(biāo)）

GCJ02是由中國國家測繪局制訂的地理信息系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。它是一種對經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的加密算法，即加入隨機(jī)的偏差。國內(nèi)出版的各種地圖系統(tǒng)（包括電子形式），出于國家安全考慮，必須至少采用GCJ02對地理位置進(jìn)行首次加密。

3.BD09ll（百度坐標(biāo)）

百度坐標(biāo)是在GCJ02加密的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了BD09ll二次加密措施。

二、GE與凱立德互轉(zhuǎn)

由于GE使用的是WGS84的坐標(biāo)系統(tǒng)，國家從安全角度考慮不允許直接引用，因此凱立德為了方便導(dǎo)航者易于導(dǎo)航，就把經(jīng)緯度坐標(biāo)網(wǎng)格化，每一個網(wǎng)格單位代表縱橫向0.1秒。

凱立德K碼的具體格式如下：

K碼是9位碼，K碼將地圖分成了四塊進(jìn)行編碼，中心點在內(nèi)蒙的阿拉善左旗境內(nèi)，經(jīng)緯度是東經(jīng)105度0分0秒，北緯40度0分0秒。以該點為中心分別在東西方向和南北方向畫一條線當(dāng)橫縱（XY）坐標(biāo)軸，那么第一象限（即東北方向的那塊）的K碼的第1位是5，第2、3、4象限的K碼的第一位分別是6、7、8。K碼的第2-5位表示東西方向上的坐標(biāo)，第6-9位代表南北方向上的坐標(biāo)。K碼實際上就是一個凱立德特有的34進(jìn)制數(shù)，（26個字母加10個阿拉伯?dāng)?shù)字，再去掉不用的小寫L和O共34個字符），這個34進(jìn)制數(shù)從左向右從低位向高位排列，K碼與火星坐標(biāo)可相互轉(zhuǎn)換。

1.凱立德轉(zhuǎn)WGS84

因為凱立德K碼是在WGS84基礎(chǔ)上，采用GCJ02（火星坐標(biāo)）一次加密后，通過節(jié)3的算法得到的，因此首先要將K碼轉(zhuǎn)換成以經(jīng)緯度表示的GCJ02格式，圖1為凱立德K碼轉(zhuǎn)GCJ02的主要代碼。

同時因為轉(zhuǎn)換完成后的經(jīng)緯度是GCJ02格式的，并不是真實的WGS84經(jīng)緯度，直接將這樣的經(jīng)緯度標(biāo)注到GE上，就會產(chǎn)生偏差，因此還要對轉(zhuǎn)換過后的經(jīng)緯度采用網(wǎng)絡(luò)糾偏接口進(jìn)行糾偏。

圖2 GCJ02轉(zhuǎn)K碼圖

strUrl = "http：//api.zdoz.net/transmore.ashx?lats=" & strlat &"&lngs=" & strlon & "&type=2"

將GCJ02轉(zhuǎn)換成WGS84，根據(jù)輸入次序返回如下的一個JSON格式的數(shù)組。

參數(shù)：lats=34.123;34.332;55.231&lngs=113.123;112.213;115.321&type=2

返回 ：{"Lng"：113.129429 37312582,"Lat"：34.1217618507 60855},{"Lng"：112.2191171095 7568,"Lat"：34.3306763095054},{"Lng"：115.33036232125529,"L at"：55.232930158541052}]

2.WGS84 轉(zhuǎn)凱立德

首先通過網(wǎng)絡(luò)糾偏接口將WGS84轉(zhuǎn)換成GCJ02。

strUrl = "http：//api.zdoz.net/transmore.ashx?lats=" & strlat &"&lngs=" & strlon & "&type=1"

然后按照節(jié)3中的算法將GCJ02轉(zhuǎn)換成凱立德K碼。這樣就可以解決在先有GE經(jīng)緯度的情況下，如何采用凱立德K碼進(jìn)行導(dǎo)航的問題。

3.展匯采樣點

按上述步驟將太倉片功能區(qū)用K碼定位的所有采樣點轉(zhuǎn)換成無偏差的、GE所支持的WGS84坐標(biāo)點并展匯到GE中的效果圖，就可以直觀地對太倉片功能區(qū)的采樣點進(jìn)行合理分片，并對各片的采樣路線事先進(jìn)行規(guī)劃，對分片后的采樣點采樣時間有一個總體上的把握。

三、結(jié)束語

本文通過網(wǎng)絡(luò)糾偏接口，實現(xiàn)了凱立得K碼與GE的相互轉(zhuǎn)換，克服了凱立得K碼不能同時顯示多個采樣點、GE不能單獨導(dǎo)航的缺點，為水文功能區(qū)監(jiān)測采樣點的合理分片，優(yōu)化采樣路徑提供了一種有效的方法