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cesium 坐标系和坐标系数值转换

CesiumJs yekong

1.屏幕坐标系统 二维的笛卡尔坐标系，Cartesian2类型
2.地理坐标系统 WGS-84坐标系 Cartographic类型 经度 维度 高度来定义
3.笛卡尔空间直角坐标系 Cartesian3类型

角度转弧度

  // 角度转弧度
  var radians = Cesium.Math.toRadians(90)

弧度转角度

  // 弧度转角度
  var degrees = Cesium.Math.toDegrees(2 * Math.PI);

将经纬度转为笛卡尔坐标

  // 将经纬度转为笛卡尔坐标
  var cartesian3 = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(
      // 经度
      89.5,
      // 纬度
      20.4,
      // 高度
      100
  )

将笛卡尔坐标转为经纬度坐标

var cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian3)

笛卡尔空间直角坐标系介绍

笛卡尔空间直角坐标系（通常简称为笛卡尔坐标系）是一个数学系统，用于描述二维、三维乃至更高维的空间中的点。这一系统是由17世纪的法国数学家和哲学家勒内·笛卡尔（René Descartes）首先引入的，因此得名。

以下是笛卡尔直角坐标系的一些基本要点：

  1. 二维坐标系:

    • 由两个垂直相交的直线（轴）组成，通常称为x轴（水平轴）和y轴（垂直轴）。
    • 两轴在原点（0,0）处相交。
    • 任何点可以通过一个有序对（x,y）来表示。

  2. 三维坐标系:

    • 由三个垂直相交的直线（轴）组成，称为x轴、y轴和z轴。
    • 三轴在原点（0,0,0）处相交。
    • 任何点可以通过一个有序三元组（x,y,z）来表示。

  3. 象限:

    • 在二维坐标系中，两轴将平面分为四个区域，这些区域被称为“象限”。
    • 象限按逆时针方向从x轴的正方向开始编号：第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。

  4. 点的表示:

    • 在二维空间中，点P的坐标可以表示为 (P(x, y))。
    • 在三维空间中，点P的坐标可以表示为 (P(x, y, z))。

  5. 基础运算:

    • 笛卡尔坐标系允许我们进行各种数学运算，如计算两点之间的距离、求直线的斜率、找到函数的图形等。

笛卡尔坐标系统为现代数学、物理学、工程学等众多领域提供了一个强大的框架，用于描述和理解空间中的对象和它们之间的关系。

屏幕坐标系统介绍

屏幕坐标系统是用于在计算机屏幕上表示位置的系统，它与传统的笛卡尔坐标系统有一些关键的差异。以下是屏幕坐标系统的基本介绍：

  1. 原点位置：

    • 在传统的笛卡尔坐标系中，原点（0,0）通常位于两轴的交点，而在屏幕坐标系中，原点（0,0）通常位于屏幕的左上角。

  2. Y轴方向：

    • 在笛卡尔坐标系中，Y轴是向上为正。但在屏幕坐标系统中，Y轴是向下为正。

  3. 坐标值：

    • 屏幕坐标的值通常是整数，代表像素位置。例如，(100, 50)表示从左上角开始向右100个像素和向下50个像素的位置。

  4. 分辨率的影响：

    • 屏幕的分辨率（如1920x1080、1366x768等）决定了屏幕坐标系统的最大范围。一个1920x1080的屏幕的坐标范围通常是从(0,0)到(1919,1079)。

  5. 窗口与全屏：

    • 当应用程序运行在窗口模式下时，每个窗口都有自己的坐标系统，其原点是窗口的左上角。但是，这些窗口坐标可以转换为全屏坐标或相对于其他窗口的坐标。

  6. 高DPI与缩放：

    • 在高DPI（每英寸点数）屏幕上，操作系统和应用程序可能会应用缩放来保证内容的可读性。这意味着逻辑坐标和物理像素可能不会一一对应。

  7. Z坐标：

    • 虽然屏幕坐标主要关注X和Y，但在某些上下文中（如三维渲染），Z坐标（代表深度）也是重要的。这与传统的三维笛卡尔坐标系类似，但渲染时还需要考虑透视、摄像机位置等因素。

了解屏幕坐标系统对于图形编程、游戏开发和用户界面设计都是非常重要的。

地理坐标系统

地理坐标系统（Geographic Coordinate System, GCS）是一个用来确定地球上任何位置的坐标系统，通常通过经度和纬度来表示。以下是地理坐标系统的基本介绍：

  1. 纬度 (Latitude)：

    • 纬度表示的是位置北或南距离赤道的角度。赤道的纬度为0°。北极的纬度为90°北，而南极为90°南。纬度的范围是从-90°到90°。

  2. 经度 (Longitude)：

    • 经度表示的是位置东或西距离本初子午线的角度。本初子午线经过英国的格林尼治天文台，因此也称为格林尼治经度。经度的范围是从-180°到180°。

  3. 高度 (Altitude)：

    • 虽然经度和纬度可以确定地球表面的一个位置，但在三维空间中，还可能需要高度或深度来表示位置的第三个维度。这通常表示为位置相对于海平面的高度。

  4. 参考椭球体：

    • 地球不是一个完美的球体，而是一个稍微扁平的椭球体。因此，地理坐标系统基于一个参考椭球体，该椭球体尽可能地与地球的形状匹配。

  5. 数据投影：

    • 在将地理坐标转换为平面坐标（如地图）时，需要一个投影过程。由于地球的曲面形状，直接将地理坐标投影到平面会产生失真。因此，存在许多不同的地图投影方法，每种都有其特定的应用和失真特性。

  6. 地理坐标系统与投影坐标系统：

    • 地理坐标系统是基于经纬度的，而投影坐标系统则是基于平面的，如UTM、State Plane等。数据在GIS（地理信息系统）中使用之前，可能需要从一个坐标系统转换为另一个坐标系统。

  7. 应用：

    • 地理坐标系统在许多领域中都有应用，如地理信息系统（GIS）、航空、海洋导航、天文学和全球定位系统（GPS）等。

了解地理坐标系统对于地图制作、地理数据分析、位置服务和许多其他应用都是至关重要的。

WGS-84坐标系介绍

WGS-84（World Geodetic System 1984）是目前广泛使用的地理坐标系统和地球参考系。它是为全球定位系统（GPS）设计的，并已成为全球标准。以下是WGS-84坐标系的详细介绍：

  1. 定义：

    • WGS-84是一个基于地球的参考系和地理坐标系统，由美国国防部为GPS而定义。

  2. 参考椭球体：

    • WGS-84使用了一个特定的数学形状（椭球体）来逼近地球的形状。这个椭球体的主半径（从中心到赤道）约为6,378.137公里，而扁率（从中心到极点的半径与从中心到赤道的半径之差的比率）被定义为1/298.257223563。

  3. 经纬度：

    • 在WGS-84系统中，一个地点的位置由其经度和纬度表示，与其他地理坐标系统相同。

  4. 高度：

    • WGS-84还可以表示一个位置的高度，这通常表示为该位置相对于WGS-84椭球体的高度。

  5. 全球使用：

    • 由于WGS-84坐标系是为GPS系统设计的，它是一个全球标准。无论你在地球的哪个地方，你都可以使用WGS-84坐标系来确定你的准确位置。

  6. 与其他坐标系统的关系：

    • 有许多其他的地理坐标系统和地球参考系，但WGS-84是其中最广泛使用的一个。在使用地理信息系统（GIS）或其他地理数据时，经常需要将数据从一个坐标系统转换到另一个坐标系统，尤其是当数据来源于不同的坐标系统时。

  7. 应用：

    • 除了GPS，WGS-84坐标系也在航空、海洋导航、地理信息系统（GIS）和其他许多应用中使用。

总之，WGS-84是一个全球通用的地理坐标系统，为现代导航和位置确定提供了标准化的框架。

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