Cesium开发入门篇 | 06坐标系及坐标变换

原创

GIS李胜 2022-03-15 11:55:03 ©著作权

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Cesium中常用的坐标

1.屏幕坐标（像素）

即二维笛卡尔平面坐标，我们通过鼠标点击直接获取的坐标就是屏幕坐标了，单位是像素值，也可以通过new Cesium.Cartesian2(x, y)创建。

2.笛卡尔空间直角坐标

笛卡尔空间直角坐标又称为世界坐标，Cesium中用Cartesian3变量表示，可通过new Cesium.Cartesian3(x, y, z)创建，主要是用来做空间位置的变化如平移、旋转和缩放等等，它的坐标原点在椭球的中心，如下图所示：

Cesium开发入门篇 | 06坐标系及坐标变换_二维笛卡尔空间直角坐标

3.地理坐标（弧度）

Cesium中的地理坐标单位默认是弧度制，用Cartographic变量表示，可通过new Cesium.Cartographic(longitude, latitude, height)创建，其中这里的参数是用弧度表示的经纬度，即经度和纬度。弧度即角度对应弧长是半径的倍数。

角度转弧度 π/180×角度

弧度变角度 180/π×弧度

Cesium开发入门篇 | 06坐标系及坐标变换_二维_02 地理坐标（弧度）

4.经纬度坐标

即测绘中的地理经纬度坐标，默认是WGS84坐标系，坐标原点在椭球的质心。

Cesium开发入门篇 | 06坐标系及坐标变换_二维_03 经纬度坐标

经度：参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角，东正西负。

纬度：参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角，北正南负。

Cesuim中没有具体的经纬度对象，要得到经纬度首先需要计算为弧度，再进行转换。Cesium提供了如下对应的转换方法：

// 经纬度转弧度
Cesium.Math.toRadians(degrees)
// 弧度转经纬度
Cesium.Math.toDegrees(radians)

Cesium中常用的坐标变换

1.经纬度坐标转世界坐标

Cesium提供了两种方式将经纬度坐标转成世界坐标。

// 方法1：直接转换
 // var cartesian3 = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(lng, lat, height);

 // 方法2：借助ellipsoid对象，先转换成弧度再转换
 var cartographic = Cesium.Cartographic.fromDegrees(lng, lat, height); //单位：度，度，米
 var cartesian3 = ellipsoid.cartographicToCartesian(cartographic);

2.世界坐标转经纬度

// 3.笛卡尔空间直角坐标系转为地理坐标（弧度制）
 // var cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian3); // 方法1
 var cartographic = ellipsoid.cartesianToCartographic(cartesian3); // 方法2

 // 4.地理坐标（弧度制）转为经纬度坐标
 var lat = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude);
 var lng = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude);
 var height = cartographic.height;

3.弧度和经纬度互转

经纬度转弧度：

Cesium.Math.toRadians(degrees)

弧度转经纬度：

Cesium.Math.toDegrees(radians)

4.屏幕坐标和世界坐标互转

屏幕转世界坐标：

// 2.二维屏幕坐标转为三维笛卡尔空间直角坐标（世界坐标）
var cartesian3 = scene.globe.pick(
   viewer.camera.getPickRay(windowPostion),
   scene
);

注意这里屏幕坐标一定要在球上，否则生成出的cartesian对象是undefined。

世界坐标转屏幕坐标：

// 三维笛卡尔空间直角坐标（世界坐标）转为二维屏幕坐标
 // 结果是Cartesian2对象，取出X,Y即为屏幕坐标。
 windowPostion = Cesium.SceneTransforms.wgs84ToWindowCoordinates(
   scene,
   cartesian3
 );