被光守护的坡道

large picture of the cover

一个基于Java SE实现的高斯克吕格投影正解转换程序

成果展示

主窗口如下：

验证结果如下（以WGS84坐标纬度为30.4691868227°，经度为114.3510760836°，选择3度分带为例）：

详细过程待补充

代码如下：

  • gs.java：

//类的定义及成员变量
public class gs {
    private double PI=3.1415926;
    private double a, b, e1, e2, A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1;//用于存储椭球的参数和中间计算值
 
    // 构造函数初始化椭球参数
    public gs(double a1, double b1) {
        this.a = a1;
        this.b = b1;
        this.e1 = Math.sqrt((a1 * a1 - b1 * b1) / (a1 * a1));//计算椭球的第一偏心率
        this.e2 = Math.sqrt((a1 * a1 - b1 * b1) / (b1 * b1));//计算椭球的第二偏心率
        //计算各参数 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1
        this.A1 = 1.0 +3.0/4.0*Math.pow(e1,2)+45.0/64.0*Math.pow(e1,4)+175.0/256.0*Math.pow(e1,6)+
                11025.0/16384.0*Math.pow(e1,8)+43659.0/65536.0*Math.pow(e1,10)+693693.0/1048576.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.B1 = 3.0/8.0*Math.pow(e1,2)+15.0/32.0*Math.pow(e1,4)+525.0/1024.0*Math.pow(e1,6)+2205.0/4096.0*Math.pow(e1,8)
                +72765.0/131072.0*Math.pow(e1,10)+297297.0/524288.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.C1 = 15.0/256.0*Math.pow(e1,4)+105.0/1024.0*Math.pow(e1,6)+2205.0/16384.0*Math.pow(e1,8)
                +10396.0/65536.0*Math.pow(e1,10)+1486485.0/8388608.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.D1 = 35.0/3072.0*Math.pow(e1,6)+105.0/4096.0*Math.pow(e1,8)+10395.0/262144.0*Math.pow(e1,10)
                +55055.0/1048576.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.E1 = 315.0/131072.0*Math.pow(e1,8)+3465.0/524288.0*Math.pow(e1,10)+99099.0/8388608.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.F1 = 693.0/1310720.0*Math.pow(e1,10)+9909.0/5242880.0*Math.pow(e1,12);
 
        this.G1 = 1001.0/8388608.0*Math.pow(e1,12);
    }
 
    // 计算卯酉圈曲率半径，输入参数 B 是纬度（以弧度为单位）
    private double CalculateN(double B) {
        return a/Math.sqrt(1.0 - e1 * e1 * Math.sin(B) * Math.sin(B));
    }
 
    // 计算中央子午线弧长，输入参数 B 是纬度（以弧度为单位）
    private double CalculateX(double B) {
        return a*(1.0-e1*e1)*(A1*B-B1*Math.sin(2*B)+C1*Math.sin(4*B)-D1*Math.sin(6*B)+E1*Math.sin(8*B)-
                F1*Math.sin(10*B)+G1*Math.sin(12*B));
    }
 
    // 3度分带转换x值求解
    public double gsklv3gtransformX(double Lon, double Lat) {
        double L0 = 3.0 * (Math.floor((Lon-1.5) / 3.0) + 1.0); //3度分带中央经线
        double l = (Lon - L0) * PI / 180.0; //当地经度减去中央子午线经度 （转换为弧度）
        double B = Lat * PI / 180.0; //纬度（转换为弧度）
        double N = CalculateN(B); //计算曲率半径
        double X = CalculateX(B); //计算弧长
        double t = Math.tan(B);
        double η2 = this.e2 * this.e2 * Math.cos(B) * Math.cos(B);
 
        return X +N*t*Math.cos(B)*Math.cos(B)*l*l*(0.5+(1.0/24.0)*(5.0-t*t+9.0*η2+4.0*Math.pow(η2,2))*
                Math.pow(l*Math.cos(B),2)+1.0/720.0*(61.0-58.0*t*t+Math.pow(t,4))*Math.pow(l*Math.cos(B),4));
    }
 
    // 3度分带转换y值求解
    public double gsklv3gtransformY(double Lon, double Lat) {
        double L0 = 3.0 *( Math.floor((Lon-1.5) / 3.0) + 1.0); //3度分带中央经线
        double l = (Lon - L0) * PI / 180.0; //当地经度减去中央子午线经度 （转换为弧度）
        double B = Lat * PI / 180.0; //纬度（转换为弧度）
        double N = CalculateN(B); //计算曲率半径
        double t = Math.tan(B);
        double η2 = this.e2 * this.e2 * Math.cos(B) * Math.cos(B);
        return 500000.0 + N * Math.cos(B)*l*(1.0+(1.0/6.0)*(1.0-t*t+η2)*Math.cos(B)*Math.cos(B)*l*l+(1.0/120.0)*
                (5.0-18.0*(t*t)+Math.pow(t,4)+14.0*(η2)-58.0*(t*t*η2))*Math.pow(Math.cos(B),4)*Math.pow(l,4));
 
    }
 
    // 6度分带转换x值求解
    public double gsklv6gtransformX(double Lon, double Lat) {
        double L0 = 6.0 * (Math.floor(Lon / 6.0) + 1.0)-3.0; //6度分带中央经线
        double l = (Lon - L0) * PI / 180.0; //当地经度减去中央子午线经度 （转换为弧度）
        double B = Lat * PI / 180.0; //纬度（转换为弧度）
        double N = CalculateN(B); //计算曲率半径
        double X = CalculateX(B); //计算弧长
        double t = Math.tan(B);
        double η2 = this.e2*this.e2 * Math.cos(B) * Math.cos(B);
        return X + N*t*Math.cos(B)*Math.cos(B)*l*l*(0.5+(1.0/24.0)*(5.0-t*t+9.0*η2+4.0*Math.pow(η2,2))*
                Math.pow(l*Math.cos(B),2)+1.0/720.0*(61.0-58.0*t*t+Math.pow(t,4))*Math.pow(l*Math.cos(B),4));
    }
 
    // 6度分带转换y值求解
    public double gsklv6gtransformY(double Lon, double Lat) {
        double L0 = 6.0 * (Math.floor(Lon / 6.0) + 1.0)-3.0; //6度分带中央经线
        double l = (Lon - L0) * PI / 180.0; //当地经度减去中央子午线经度 （转换为弧度）
        double B = Lat * PI / 180.0; //纬度（转换为弧度）
        double N = CalculateN(B); //计算曲率半径
        double η2 = this.e2* this.e2 * Math.cos(B) * Math.cos(B);
        double t = Math.tan(B);
        return 500000.0 + N * Math.cos(B)*l*(1.0+(1.0/6.0)*(1.0-t*t+η2)*Math.cos(B)*Math.cos(B)*l*l+(1.0/120.0)*
                (5.0-18.0*(t*t)+Math.pow(t,4)+14.0*(η2)-58.0*(t*t*η2))*Math.pow(Math.cos(B),4)*Math.pow(l,4));
 
    }
}

  • gsklMain.java：

import javax.swing.JFrame;
 
public class gsklMain {
    public static void main(String args[]) {
        JFrame frame = new JFrame("高斯克吕格转换");
        frame.setLocation(600,300); //设置窗口在屏幕上的位置
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设置窗口的默认关闭操作，当用户点击关闭按钮时，程序将退出
        frame.getContentPane().add(new gsklWindow()); //获取窗口的内容面板，并添加一个 gsklWindow 实例
        frame.pack(); //调整窗口大小，以适应其内容的大小和布局
        frame.setVisible(true); //设置窗口为可见
    }
}

  • gsklWindow.java：

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
 
public class gsklWindow extends JPanel {
    //声明一组私有成员变量，用于创建不同的图形组件，如单选按钮、文本字段和按钮
    private JRadioButton radioWGS84, radioBeijing54, radioXian80;
    private JTextField textLon, textLat, textX, textY;
    private JButton buttonTransform;
    private JRadioButton radio3Degree, radio6Degree;
 
    public gsklWindow() { //构造函数
 
        setLayout(new GridLayout(8, 2, 5, 5)); //设置面板的布局为 8 行 2 列的网格布局，每个单元格之间有 5 像素的间距
 
        //创建三个单选按钮，用于选择坐标类型
        radioWGS84 = new JRadioButton("WGS84");
        radioBeijing54 = new JRadioButton("北京54");
        radioXian80 = new JRadioButton("西安80");
        //创建一个按钮组 bgCoordinate，并将这三个单选按钮添加到按钮组中，以确保只能选择其中一个
        ButtonGroup bgCoordinate = new ButtonGroup();
        bgCoordinate.add(radioWGS84);
        bgCoordinate.add(radioBeijing54);
        bgCoordinate.add(radioXian80);
 
        //添加标签和面板来显示和选择坐标类型
        add(new JLabel("选择坐标类型："));
        //将单选按钮添加到 coordinatePanel 中，并将该面板添加到主面板中
        JPanel coordinatePanel = new JPanel(new GridLayout(1, 3));
        coordinatePanel.add(radioWGS84);
        coordinatePanel.add(radioBeijing54);
        coordinatePanel.add(radioXian80);
        add(coordinatePanel);
 
        //添加标签和文本字段，用于输入经度和纬度
        add(new JLabel("输入经度："));
        textLon = new JTextField();
        add(textLon);
 
        add(new JLabel("输入纬度："));
        textLat = new JTextField();
        add(textLat);
 
        //创建两个单选按钮，用于选择分带类型
        radio3Degree = new JRadioButton("3度分带");
        radio6Degree = new JRadioButton("6度分带");
        //创建一个按钮组 bgDegree，并将这两个单选按钮添加到按钮组中
        ButtonGroup bgDegree = new ButtonGroup();
        bgDegree.add(radio3Degree);
        bgDegree.add(radio6Degree);
 
        //添加标签和面板来显示和选择分带类型
        add(new JLabel("选择分带类型："));
        JPanel degreePanel = new JPanel(new GridLayout(1, 2));
        //将单选按钮添加到 degreePanel 中，并将该面板添加到主面板中
        degreePanel.add(radio3Degree);
        degreePanel.add(radio6Degree);
        add(degreePanel);
 
        buttonTransform = new JButton("转换");
        //创建一个按钮 buttonTransform，用于执行坐标转换
        add(buttonTransform);
        //添加一个空标签作为占位符，以确保排版合理
        add(new JLabel());
 
        //添加标签和文本字段，用于显示转换后的 X 坐标和 Y 坐标
        add(new JLabel("X坐标："));
        textX = new JTextField();
        //将文本字段设置为不可编辑
        textX.setEditable(false);
        add(textX);
 
        add(new JLabel("Y坐标："));
        textY = new JTextField();
        textY.setEditable(false);
        add(textY);
 
        //为转换按钮添加事件监听器，当按钮被点击时，将调用 Controller 类的 actionPerformed 方法
        buttonTransform.addActionListener(new Controller());
 
    }
 
    private class Controller implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            try {
                double lon = Double.parseDouble(textLon.getText()); //从文本字段中读取并解析经度和纬度
                double lat = Double.parseDouble(textLat.getText());
                gs converter;
 
                //根据选择的坐标类型，创建相应的 gs 类实例（转换器)
                if (radioWGS84.isSelected()) {
                    converter = new gs(6378137.0, 6356752.3142);
                } else if (radioBeijing54.isSelected()) {
                    converter = new gs(6378245.0, 6356863.0188);
                } else if (radioXian80.isSelected()) {
                    converter = new gs(6378140.0, 6356755.2882);
                } else {
                    JOptionPane.showMessageDialog(null, "请选择一种坐标类型");//如果没有选择任何坐标类型，显示错误消息并返回
                    return;
                }
 
                //根据选择的分带类型，使用转换器将经纬度转换为 X 坐标和 Y 坐标
                double x, y;
                if (radio3Degree.isSelected()) {
                    x = converter.gsklv3gtransformX(lon, lat);
                    y = converter.gsklv3gtransformY(lon, lat);
                } else if (radio6Degree.isSelected()) {
                    x = converter.gsklv6gtransformX(lon, lat);
                    y = converter.gsklv6gtransformY(lon, lat);
                } else {
                    JOptionPane.showMessageDialog(null, "请选择一种分带类型");//如果没有选择任何分带类型，显示错误消息并返回
                    return;
                }
 
                //将转换结果格式化为字符串并显示在相应的文本字段中，保留11位小数
                textX.setText(String.format("%.11f", x));
                textY.setText(String.format("%.11f", y));
 
            } catch (NumberFormatException ex) { //捕获 NumberFormatException 异常，如果输入的经纬度值无效，显示错误消息
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "请输入有效的经纬度值");
            }
        }
    }
}

GitHub仓库

GitHub仓库：TshiauHuan/GaussKrueger_Transform: XMUT Java课设 高斯克吕格投影正解转换

一个老鼠人

site logo

我们一起攀登，这长长的坡道。

© 2025 被光守护的坡道