【C++】开源：地图投影和坐标转换proj库配置使用

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这篇文章主要介绍地图投影和坐标转换proj库配置使用。
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😏1. 项目介绍

官网：https://proj.org/en/9.4/

项目Github地址：https://github.com/OSGeo/PROJ

proj 库是一个开源的库，主要用于地理坐标系之间的转换和地图投影。它被广泛应用于地理信息系统（GIS）和其他需要坐标转换和地图投影的应用中。

基本概念：

1.坐标系：地球上的位置可以用不同的坐标系表示，如经纬度（WGS84）和投影坐标系（如UTM）。
2.地图投影：将地球的三维表面映射到二维平面上（如地图）的方法。不同的投影方法适用于不同的应用场景。
3.坐标转换：将一种坐标系中的点转换到另一种坐标系中，通常涉及复杂的数学计算。

主要功能：

1.坐标转换：支持多种地理坐标系之间的转换，如从WGS84到UTM，或者从地理坐标系到地心坐标系。
2.地图投影：支持多种地图投影方式，如墨卡托投影、兰伯特正形投影等。
3.坐标操作：支持各种坐标操作，如偏移、旋转等。

😊2. 环境配置

Ubuntu上使用可以直接apt安装：

sudo apt install libproj-dev

程序g++编译：

g++ -o main main.cpp -lproj

😆3. 使用说明

WGS84转UTM示例：

#include <proj.h>
#include <iostream>

int main() {
    // 创建坐标转换上下文
    PJ_CONTEXT *ctx = proj_context_create();
    
    // 定义源和目标坐标系
    PJ *source_crs = proj_create(ctx, "EPSG:4326"); // WGS84
    PJ *target_crs = proj_create(ctx, "EPSG:32633"); // UTM zone 33N
    
    // 创建坐标转换对象
    PJ *transformation = proj_create_crs_to_crs_from_pj(ctx, source_crs, target_crs, nullptr, nullptr);
    
    if (transformation == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to create transformation object." << std::endl;
        proj_context_destroy(ctx);
        return 1;
    }
    
    // 坐标转换前，需要将坐标转换对象转为度量型
    PJ *transform = proj_normalize_for_visualization(ctx, transformation);
    proj_destroy(transformation);

    if (transform == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to normalize transformation." << std::endl;
        proj_context_destroy(ctx);
        return 1;
    }

    // 输入经纬度坐标 (经度, 纬度)
    PJ_COORD input = proj_coord(12.0, 55.0, 0, 0); // (Longitude, Latitude)
    PJ_COORD output;

    // 执行坐标转换
    output = proj_trans(transform, PJ_FWD, input);

    // 输出转换后的坐标 (东, 北)
    std::cout << "Easting: " << output.xy.x << " Northing: " << output.xy.y << std::endl;

    // 清理资源
    proj_destroy(transform);
    proj_context_destroy(ctx);

    return 0;
}

UTM转WGS84示例：

#include <proj.h>
#include <iostream>

int main() {
    // 创建PROJ上下文
    PJ_CONTEXT *ctx = proj_context_create();

    // 定义UTM坐标系 (EPSG:32633 - UTM zone 33N) 和 WGS84坐标系 (EPSG:4326)
    PJ *utm_crs = proj_create(ctx, "EPSG:32633"); // UTM zone 33N
    PJ *wgs84_crs = proj_create(ctx, "EPSG:4326"); // WGS84

    // 创建坐标转换对象
    PJ *transformation = proj_create_crs_to_crs_from_pj(ctx, utm_crs, wgs84_crs, nullptr, nullptr);

    if (transformation == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to create transformation object." << std::endl;
        proj_context_destroy(ctx);
        return 1;
    }

    // 将转换对象规范化为视觉化使用
    PJ *transform = proj_normalize_for_visualization(ctx, transformation);
    proj_destroy(transformation);

    if (transform == nullptr) {
        std::cerr << "Failed to normalize transformation." << std::endl;
        proj_context_destroy(ctx);
        return 1;
    }

    // 输入UTM坐标 (Easting, Northing)
    double utm_easting = 500000.0; // 例如: 500000米
    double utm_northing = 4649776.22482; // 例如: 4649776.22482米
    PJ_COORD input = proj_coord(utm_easting, utm_northing, 0, 0);

    // 执行坐标转换
    PJ_COORD output = proj_trans(transform, PJ_INV, input); // PJ_INV 表示逆转换（UTM -> WGS84）

    // 输出转换后的WGS84坐标 (经度, 纬度)
    std::cout << "Longitude: " << output.lp.lam << " Latitude: " << output.lp.phi << std::endl;

    // 清理资源
    proj_destroy(transform);
    proj_context_destroy(ctx);

    return 0;
}

以上。