Las proyecciones más utilizadas en el territorio nacional de mi país son las proyecciones cónicas paralelas biestándar, como la proyección de Albers de igual área o la proyección de Lambert de igual ángulo. El sistema de referencia de coordenadas geográficas utilizado varía según el momento de producción de los datos , como el primer sistema de coordenadas Beijing 54 y el sistema de coordenadas Xi'an 80, y el sistema de coordenadas geodésicas nacional 2000 que se ha adoptado ampliamente en los últimos años. Este artículo utiliza como ejemplo los datos de la división administrativa provincial de 2015 obtenidos del Centro de Datos y Ciencias Ambientales y de Recursos de la Academia de Ciencias de China. Los datos están en formato SHP y utilizan la proyección de Albers basada en el sistema de coordenadas Beijing 54.
Esta combinación de latitud doble estándar, meridiano central seleccionado de acuerdo con el área de mapeo, sistema de coordenadas geográficas y método de proyección generalmente no existe en los sistemas de coordenadas predefinidos de la mayoría del software SIG. Debe definir el sistema de coordenadas usted mismo; de lo contrario, la capa Los datos marcados como un sistema de coordenadas no reconocido a menudo tienen problemas como errores de cálculo o fallas al superponer capas de otras fuentes durante el uso.
La función de proyección personalizada de QGIS se encuentra en el menú [Configuración] -> [Proyección personalizada], haga clic y aparezca el cuadro de diálogo del sistema de referencia de coordenadas personalizado:
Haga clic en el 
botón en la esquina superior derecha para agregar un nuevo sistema de coordenadas personalizado, asigne un nombre al sistema de coordenadas personalizado en el cuadro de texto del nombre, seleccione el formato de descripción del sistema de coordenadas (WKT o Proj) y especifique los parámetros del sistema de coordenadas en Luego, se puede completar la creación del sistema de coordenadas personalizado.
El sistema de coordenadas personalizado de QGIS admite dos formatos de descripción WKT y Proj. Debido a que Proj es demasiado conciso y es una descripción con pérdidas, QGIS recomienda oficialmente el uso del lenguaje WKT para describir la definición del sistema de coordenadas.
El texto conocido (WKT para abreviar) es un lenguaje de marcado de texto desarrollado por el Consorcio Geoespacial Abierto (OGC), que expresa objetos geométricos en un espacio geográfico con una gramática concisa que es fácil de leer para las personas. Esta forma de expresar figuras geométricas en palabras es muy popular debido a sus ventajas tales como fácil comprensión, alta legibilidad, fácil almacenamiento y fácil uso compartido, y se usa ampliamente en la definición de sistemas de coordenadas, descripción de parámetros de transformación de coordenadas, etc.
El término " definición del sistema de coordenadas WKT " utilizado en este artículo se refiere específicamente a la cadena de definición del sistema de coordenadas descrita en el lenguaje de marcado WKT. A menos que se especifique lo contrario, el término " definición del sistema de coordenadas WKT " en este artículo tiene este significado.
Sin embargo, como se puede ver en la figura anterior, la interfaz del sistema de coordenadas personalizado de QGIS es relativamente simple y la experiencia operativa no es muy amigable.
La personalización del sistema de coordenadas en sí es un proceso complicado.Los parámetros que deben establecerse incluyen elipsoide, plano de referencia, método de proyección, latitud estándar, meridiano central, etc. El software GIS comercial generalmente descompone este proceso en varias guías de pasos de operación fáciles de usar.Los usuarios solo necesitan hacer clic e ingresar los parámetros correspondientes. Por ejemplo, el proceso de personalizar el sistema de coordenadas en ArcMap 10.2 es el siguiente:
Para los usuarios comunes, la interfaz de la guía de operación puede mejorar en gran medida la experiencia del usuario en comparación con la forma de ingresar manualmente el código. Porque ya sea que use el formato WKT o el formato Proj, para construir una nueva definición de sistema de coordenadas, debe comprender la estructura de sintaxis, las palabras clave y los valores. Estos son casi imposibles para las personas que no comprenden las especificaciones de idioma relevantes y desean usar QGIS para mapear rápidamente.
La pregunta finalmente se centró en cómo obtener la cadena de descripción de la definición del sistema de coordenadas WKT. Además de la esperanza de que con la actualización de la versión QGIS, el equipo de desarrollo proporcionará un método de operación más amigable para personalizar el sistema de coordenadas. Este artículo compara las similitudes y diferencias entre las definiciones del sistema de coordenadas QGIS y ArcGIS WKT., Se concluye que al importar la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT en el archivo PRJ de ArcGIS, el problema de que la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT es difícil de construir en la operación del sistema de coordenadas personalizado QGIS bajo la situación actual se soluciona.
01 Importar la definición del sistema de coordenadas ArcGIS WKT en QGIS
Si el sistema de coordenadas de una capa está definido correctamente en ArcGIS, el archivo .PRJ con el mismo nombre que el archivo SHP es un archivo de texto de definición del sistema de coordenadas que se ajusta a la especificación del lenguaje WKT. Puede utilizar un editor de texto para abrir y ver su contenido. Por ejemplo, en los datos de la división administrativa de 2015, el contenido de su archivo .PRJ es:
¿Es esta definición del sistema de coordenadas WKT compatible con la definición del sistema de coordenadas WKT de QGIS? Si es compatible, se puede utilizar como parámetro WKT del sistema de coordenadas de proyección personalizado QGIS. Para ahorrar el tiempo de lectura de todos, primero pongo la conclusión aquí: QGIS es compatible con la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT de ArcGIS. Puede copiar directamente el contenido del archivo .PRJ como el parámetro WKT del nuevo sistema de coordenadas QGIS.
Los pasos específicos son los siguientes:
Haga clic en el menú [Configuración] -> [Proyección personalizada] para abrir el cuadro de diálogo del sistema de coordenadas personalizado, el proceso de importación es el siguiente:
Regrese a la ventana principal del mapa, haga clic en el área del sistema de coordenadas en la esquina inferior derecha, aparecerá el cuadro de diálogo de selección del sistema de coordenadas, busque el sistema de coordenadas recién creado en el área definida por el usuario, haga clic en [Aceptar] y QGIS puede reconocer el sistema de coordenadas.
A continuación, veamos por qué QGIS es compatible con la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT de ArcGIS. Para responder a esta pregunta, comencemos con la diferencia entre los dos.
02 La diferencia entre la definición del sistema de coordenadas QGIS y ArcGIS WKT
Abra un sistema de coordenadas proyectadas desde el selector de sistema de coordenadas QGIS y observe la estructura y el valor de la definición del sistema de coordenadas WKT generada por los dos software (aquí, seleccione el sistema de coordenadas personalizado generado después de importar el PRJ con los datos de muestra para comparar):
Comparando las dos cadenas, puede ver que aunque ambas están definidas en el sistema de coordenadas WKT, existen muchas diferencias entre las dos, que se muestran en:
1. Diferentes palabras clave
En el archivo PRJ de ArcGIS, la definición del sistema de coordenadas WKT comienza con "PROJCS", lo que indica que el sistema de coordenadas es un sistema de coordenadas proyectadas. El sistema de coordenadas de proyección QGIS correspondiente utiliza la palabra clave "PROJCRS", que tiene una letra adicional "R". Cada sistema de coordenadas proyectadas se basa en el sistema de coordenadas geográficas. En ArcGIS, el sistema de coordenadas geográficas usa la palabra clave "GEOGCS", y QGIS usa la palabra clave "BASEGEOGCRS". La comparación detallada es la siguiente:
2. Estructura diferente
En la definición del sistema de coordenadas ArcGIS WKT, los atributos del sistema de coordenadas proyectadas "PROJCS" incluyen nombre, sistema de coordenadas geográficas (datum, elipsoide), meridiano central, nombre de proyección y parámetros de proyección, y unidad del sistema de coordenadas.
En la definición del sistema de coordenadas WKT de QGIS, los atributos del sistema de coordenadas proyectadas "PROJCRS" incluyen nombre, sistema de coordenadas geográficas (datum, elipsoide), meridiano central, nombre del método de proyección, método de proyección, parámetros de proyección, sistema de coordenadas del plano, y descripción del alcance de la aplicación, y se agrega una explicación de la unidad utilizada después de cada parámetro numérico. Por ejemplo, el radio de un elipsoide usa la unidad de longitud metro, que se expresa como "LENGTHUNIT [" metro ", 1]" en la cadena .
3. Nombres diferentes
Muchos elementos en la definición del sistema de coordenadas WKT tienen atributos de nombre, como el nombre del sistema de coordenadas proyectadas, el nombre del sistema de coordenadas geográficas y el nombre del datum.Cada fabricante de SIG maneja los nombres de manera diferente. El primer estándar WKT1 no definía claramente el valor del nombre, lo que provocó inconsistencias en la implementación de varios fabricantes, lo que afectó el intercambio de datos. La nueva versión del estándar WKT2 requiere que el valor del nombre se base en EPSG.
En general, la definición del sistema de coordenadas WKT de QGIS y ArcGIS es diferente, principalmente debido a los diferentes estándares de definición del sistema de coordenadas WKT.
En la actualidad, la definición del sistema de coordenadas WKT procesado por el software GIS se basa en los siguientes estándares:
[1] ISO 19162: 2019 , Información geográfica - Representación de texto conocido de sistemas de referencia de coordenadas, el estándar actual para la definición del sistema de coordenadas WKT, fusionó la parte de la definición del sistema de coordenadas WKT en ISO 19111: 2019, conocida como WKT2 .
[2] ISO 19111: 2019 , Información geográfica - Referenciación por coordenadas, el estándar basado en la definición y conversión del sistema de coordenadas Proj, el proyecto de código abierto. La definición del sistema de coordenadas WKT se ha fusionado con ISO 19162: 2019.
[3] OGC 01-009 / ISO 19125-1: 2004 , Coordinate Transformation Services, Revisión 1.00, lanzada en 2001, es una versión mejorada de OGC 99-049, denominada WKT1.
[4] OGC 99-049 , Especificación de características simples para SQL, Revisión 1.1, estándar de definición de sistema de coordenadas WKT, primera edición.
Según la información relevante, ArcGIS se basa principalmente en el estándar de definición del sistema de coordenadas WKT1, a saber, OGC 01-009 / ISO 19125-1: 2004; QGIS cumple con el estándar de definición del sistema de coordenadas WKT2, es decir, ISO 19162: 2019.
El estándar WKT2 establece disposiciones claras para la compatibilidad con versiones anteriores: se requiere software GIS que cumpla con el estándar WKT2 para poder leer e importar la definición del sistema de coordenadas WKT1, pero no es necesario generar la definición del sistema de coordenadas WKT1, lo que explica por qué QGIS puede leer e importar La definición del sistema de coordenadas WKT de la versión de ArcGIS.
03 software SIG común Las definiciones del sistema de coordenadas WKT siguen los estándares
-
QGIS / GDAL / OGR utiliza el lenguaje WKT como la definición y descripción del sistema de coordenadas incorporado, y la importación se esfuerza por ser compatible con los estándares nuevos y antiguos y el formato ESRI, de acuerdo con la conversión y exportación del estándar WKT2 (ISO 19162: 2019).
-
ESRI , en línea con el estándar WKT1 (OGC 01-009).
-
La definición del sistema de coordenadas PostGIS , WKT es generada por OGR y almacenada en la tabla espacial_ref_sys, por lo que sigue el mismo estándar que OGR.
-
FME , basado en OGR, realiza las operaciones de lectura y escritura de la definición del sistema de coordenadas WKT Al igual que QGIS / GDAL / OGR , se esfuerza por ser compatible con los estándares nuevos y antiguos y la definición del sistema de coordenadas WKT en formato ESRI.
-
SuperMap Versión de escritorio de SuperMap , el formato de exportación del sistema de coordenadas es un documento XML personalizado y la exportación de la definición del sistema de coordenadas WKT aún no es compatible. (También puede ser que no lo encontré. Si esto no coincide con la situación real, deje un mensaje para corregirlo).
04 Análisis del mecanismo de procesamiento de QGIS y ArcGIS sobre la definición del sistema de coordenadas WKT
-
Mecanismo de procesamiento de QGIS para la definición del sistema de coordenadas WKT
El procesamiento de QGIS de la definición del sistema de coordenadas WKT se divide en dos partes: Importar y Exportar. Importar y recibir cadenas de formato WKT, dividirlas y reconocerlas y convertirlas en objetos del sistema de referencia de coordenadas QGIS (QgsCoordinateReferenceSystem); exportar Convierte el QGIS coordina el objeto del sistema de referencia en una cadena conforme al estándar WTK2 y lo devuelve al usuario.
A. Proceso de importación
La conversión de la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT al objeto del sistema de referencia de coordenadas QGIS se realiza principalmente mediante createFromWktInternal () de la clase QgsCoordinateReferenceSystem. Es necesario pasar la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT y la información de descripción correspondiente a la cadena, es decir, las coordenadas que vemos Nombre del Departamento, el proceso es el siguiente:
1. Determine si la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT está vacía. Si está vacía, la importación falla.
2. Busque el objeto de cadena de definición del sistema de coordenadas WKT en la caché.
3. Si se encuentra una coincidencia en la caché, el objeto del sistema de referencia de coordenadas correspondiente se asigna a la instancia actual del sistema de referencia de coordenadas.
4. Si no hay ninguna coincidencia en la caché, determine el proveedor de origen definido por el sistema de coordenadas WKT. Los proveedores actualmente compatibles son: epsg | esri | osgeo | ignf | zangi | iau2000 | postgis | internal | user y los estándares correspondientes se utilizan de acuerdo con los proveedores de origen Analizar la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT entrante para generar un objeto de sistema de referencia de coordenadas.
5. Si el fabricante de la fuente no puede coincidir, se procesará de acuerdo con la cadena de definición general del sistema de coordenadas WKT. Determine la versión de Proj utilizada actualmente, la versión principal es mayor o igual a 6, luego use la biblioteca Proj4 para encontrar objetos que coincidan con la definición del sistema de coordenadas WKT entrante.
6. Si la versión Proj es menor que 6, use la biblioteca ORG para encontrar la definición del sistema de coordenadas WKT entrante.
7. Si el proceso anterior no encuentra un sistema de coordenadas predefinido que coincida con la definición del sistema de coordenadas WKT entrante, se crea un nuevo sistema de referencia de coordenadas personalizado y se almacena en la base de datos del sistema de coordenadas personalizado local.
Aún tomando como ejemplo el proceso de importación de la definición del sistema de coordenadas de los datos de la división administrativa provincial en 2015, la cadena WKT del archivo PRJ correspondiente es la siguiente:
PROJCS["Krasovsky_1940_Albers",GEOGCS["GCS_Krasovsky_1940",DATUM["D_Krasovsky_1940",SPHEROID["Krasovsky_1940",6378245.0,298.3]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]],PROJECTION["Albers"],PARAMETER["False_Easting",0.0],PARAMETER["False_Northing",0.0],PARAMETER["Central_Meridian",105.0],PARAMETER["Standard_Parallel_1",25.0],PARAMETER["Standard_Parallel_2",47.0],PARAMETER["Latitude_Of_Origin",0.0],UNIT["Meter",1.0]]
Tomando la definición del sistema de coordenadas WKT como parámetro, QGIS primero hace un juicio básico sobre el parámetro (si está vacío) y luego inicia el proceso de importación:
El primer paso es encontrar la cadena en la caché, donde falla la coincidencia de la caché.
El segundo paso es determinar el proveedor de origen. QGIS utiliza directamente la búsqueda de cadenas para que coincida con el fabricante de la fuente. Por ejemplo, si la subcadena de caracteres "ESRI" se encuentra en la cadena de definición del sistema de coordenadas WKT entrante, juzgará que la definición proviene de ArcGIS y la analizará de acuerdo con los estándares de ArcGIS para obtener el sistema de referencia de coordenadas Objeto. Aquí no hay una cadena de identificación del fabricante compatible, por lo que se analiza de acuerdo con la definición general del sistema de coordenadas WKT.
El tercer paso, si la versión actual de Proj, la versión principal es mayor o igual a 6, use la biblioteca Proj para convertir la definición del sistema de coordenadas WKT al formato de definición Proj para generar el objeto del sistema de referencia de coordenadas. La última versión de la biblioteca Proj actual es la 7.2. Siempre que QGIS se actualice con frecuencia, la versión de la biblioteca Proj es generalmente mayor o igual a 6. Es decir, la definición del sistema de coordenadas WKT que no indica el fabricante de la fuente generalmente lo maneja la biblioteca Proj. Cuando la versión Proj es inferior a 6, utilice la biblioteca GDAL / OGR para analizar los parámetros de definición del sistema de coordenadas WKT entrantes.
Ya sea la biblioteca Proj o la biblioteca GDAL / OGR, el estándar WKT actual es el último WKT2 (ISO 19162: 2019).
El cuarto paso, si el proceso anterior no encuentra un sistema de coordenadas predefinido que coincida con la definición del sistema de coordenadas WKT entrante, se crea un nuevo sistema de referencia de coordenadas personalizado y se almacena en la base de datos del sistema de coordenadas personalizado local.
El quinto paso, si ninguno de los procesos anteriores puede resolver la definición del sistema de coordenadas WKT entrante, la importación falla y la información detallada del error se imprime en la ventana del mensaje.
Después de que la importación sea exitosa, en la agrupación del sistema de coordenadas personalizado del cuadro de diálogo de selección del sistema de coordenadas, verá la definición de la salida del sistema de coordenadas WKT según el estándar WTK2 después de que el análisis sea exitoso:
PROJCRS["Krasovsky_1940_Albers",BASEGEOGCRS["Unknown datum based upon the Krassowsky 1940 ellipsoid",DATUM["Not specified (based on Krassowsky 1940 ellipsoid)",ELLIPSOID["Krassowsky 1940",6378245,298.3,LENGTHUNIT["metre",1]],ID["EPSG",6024]],PRIMEM["Greenwich",0,ANGLEUNIT["Degree",0.0174532925199433]]],CONVERSION["unnamed",METHOD["Albers Equal Area",ID["EPSG",9822]],PARAMETER["Latitude of false origin",0,ANGLEUNIT["Degree",0.0174532925199433],ID["EPSG",8821]],PARAMETER["Longitude of false origin",105,ANGLEUNIT["Degree",0.0174532925199433],ID["EPSG",8822]],PARAMETER["Latitude of 1st standard parallel",25,ANGLEUNIT["Degree",0.0174532925199433],ID["EPSG",8823]],PARAMETER["Latitude of 2nd standard parallel",47,ANGLEUNIT["Degree",0.0174532925199433],ID["EPSG",8824]],PARAMETER["Easting at false origin",0,LENGTHUNIT["metre",1],ID["EPSG",8826]],PARAMETER["Northing at false origin",0,LENGTHUNIT["metre",1],ID["EPSG",8827]]],CS[Cartesian,2],AXIS["(E)",east,ORDER[1],LENGTHUNIT["metre",1,ID["EPSG",9001]]],AXIS["(N)",north,ORDER[2],LENGTHUNIT["metre",1,ID["EPSG",9001]]]]
Dado que la definición del sistema de coordenadas WKT importado por los datos de demostración no puede coincidir con el sistema de coordenadas predefinido original, se genera un nuevo sistema de coordenadas personalizado y el registro correspondiente del sistema de coordenadas personalizado creado también se puede encontrar en la base de datos local.
La ubicación de la base de datos local generalmente se almacena en C: \ Users \ Users \ AppData \ Roaming \ QGIS \ QGIS3 \ profiles \ default \ qgis.db. Esta es una base de datos SQLite. Ábrala y podrá ver un total de cuatro tablas : tbl_bookmarks (marcador de espacio de almacenamiento), tbl_ellipsoid (elipsoide predefinido), tbl_projection (almacena el nombre del método de proyección, alias y otra información), tbl_srs (almacena el sistema de coordenadas definido por el usuario), consulta la tabla tbl_srs para ver nuestro sistema de coordenadas personalizado:
B. Proceso de exportación
El proceso de exportación es relativamente simple. De acuerdo con la versión estándar de WKT que debe imprimirse, ya sea que haya un salto de línea y el número de espacios con sangría, los atributos del sistema de referencia de coordenadas se combinan en una cadena que cumple con el estándar WKT por palabras clave y valores Al usuario.
-
Admite el estándar WKT exportado
Por razones de compatibilidad, QGIS divide las cadenas WKT en 11 tipos:
-
ArcGIS procesando la definición del sistema de coordenadas WKT
Como se mencionó anteriormente, el formato de salida WKT de ArcGIS es WKT1, que cumple con el estándar OGC 01-009. El estándar fue publicado en 1999 y revisado en 2001. Hay algunas ambigüedades en la definición, lo que conduce a desviaciones en la implementación del estándar por GIS.
P.ej:
En ESRI WKT, los valores de los nombres de los nodos generalmente están conectados por guiones bajos, mientras que la versión WKT1 de GDAL / OGR está separada por espacios.
El nombre de la superficie de referencia (DATUM) agrega "D_" al comienzo del nombre EPSG.
El nombre del elemento PARAMETER es diferente. Por ejemplo, el nombre del primer paralelo estándar es "Latitud del primer paralelo estándar" en GDAL / OGR, y el nombre del parámetro en ESRI se cambia a "standard_parallel_1". Además, la primera letra del nombre del parámetro de GDAL / OGR está en mayúscula y ESRI usa todas las letras minúsculas. De hecho, según el estándar OGC, las palabras clave no distinguen entre mayúsculas y minúsculas, sino valores de parámetros (contenido entre comillas ) distinguen entre mayúsculas y minúsculas.
El valor de la unidad del elemento UNIT se escribe con mayúscula en GDAL / OGR, como "Grado", mientras que ESRI es todo "grado" en minúsculas.
……
También hay algunas diferencias no mencionadas. Por ejemplo, para la proyección de Lambert, ESRI considera la latitud estándar simple y la latitud estándar doble como un tipo de proyección, que solo se distingue en términos de parámetros, mientras que GDAL / OGR se divide en dos proyecciones: LCC 1SP y LCC 2SP.
Melita Kennedy es el miembro principal responsable del desarrollo del módulo de datos y proyección de mapas ESRI, y también es miembro del comité de redacción del estándar CRS WKT 2.0. Según su descripción de los métodos de procesamiento ESRI WKT en varias ocasiones, podemos obtener aproximadamente el Procesamiento de ArcGIS de WKT:
Hay muchas ambigüedades en la definición del estándar WKT1, lo que dificulta el intercambio del sistema de coordenadas WTK; ella espera mejorar la implementación de WKT y, de hecho, es compatible con WKT2 en ArcGIS 10.5.1 y ArcGIS pro 2.0, pero la siguiente nota escribe : Solo implementado en GeoPackage.
Aunque ESRI WKT agrega guiones bajos a los nombres de los objetos y los valores de ciertos parámetros para facilitar la lectura, en las comparaciones de cadenas (como parámetros y cadenas de nombres), las cadenas de subrayado y prefijo "GCSE_" y "D_" se ignoran. distingue mayúsculas y minúsculas.
Para ser compatible con el sistema de coordenadas WKT de otros fabricantes, ESRI mantiene una lista de comparación de nombres y alias, pero no divulga la lista.
05 Resumen
En lo que respecta al sistema de coordenadas personalizado, QGIS es excelente en compatibilidad y apertura, lo que también es la ventaja de los recién llegados: el desarrollo de código en estándares maduros evitará naturalmente los pozos que los predecesores han pisado. Sin embargo, todavía existe una brecha entre QGIS y el software GIS comercial en términos de experiencia del usuario para las operaciones del sistema de coordenadas personalizado.
Como líder mundial en la industria GIS, ArcGIS tiene un gran grupo de usuarios y produce y administra cantidades masivas de datos GIS. En muchos casos, la forma en que ArcGIS maneja algunos problemas es el estándar de facto de la industria GIS. Otros software GIS generalmente necesitan considerar la compatibilidad con ArcGIS en términos de compatibilidad. Esta situación debería continuar por algún tiempo. Al mismo tiempo, a medida que los estándares abiertos liderados por OGC y otras instituciones se vuelven cada vez más perfectos, el soporte para los últimos estándares abiertos se convertirá en un curso obligatorio para todo el software GIS, lo que también significa que la industria GIS está destinada a avanzar hacia un futuro más abierto y estándar.
Aviso de copyright
Este artículo agradece la reimpresión, por favor indique la fuente al reimprimir.
