cesium 常见坐标系及坐标转换（工具篇）
ceisum里面的常见坐标系包括
1.屏幕坐标
2.世界坐标（笛卡尔直角坐标）
3.经纬度，可以是弧度形式和度的形式
4.WebMercator web墨卡托
5.欧拉角
6.四元数
看一张我自己画的图，整理了他们之间的关系
下面提供坐标转换的代码 github地址
/*
* @Description: 坐标转换工具，下面的坐标转换默认都是基于WGS84 椭球体
*/
class Degrees {
constructor(longitude, latitude, height = 0) {
this.longitude = longitude;
this.latitude = latitude;
this.height = height;
}
}
Cesium.Degrees = Degrees;//不建议这样直接修改Cesium原始对象
class Tramsform {
/**
* @description: 弧度转度
* @param {Number} value
* @return {Number}
*/
toDegrees(value) {
return Cesium.Math.toDegrees(value)
}
/**
* @description: 度转弧度
*/
toRadians(value) {
return Cesium.Math.toRadians(value)
}
/**
* @description: 经纬度（度）转世界坐标
* @param {Degrees} degrees.longitude 经度 degrees.latitude 纬度 degrees.height高度
* @return {Cartesian3} 世界坐标
*/
degreesToCartesian(degrees) {
return Cesium.Cartesian3.fromDegrees(degrees.longitude, degrees.latitude, degrees.height)
}
/*
* @description: 世界坐标转 经纬度（度）
* @param {Cartesian3} cartesian 世界坐标
* @return {Cartographic} 返回转换之后的经纬度
*/
degreesFromCartesian(cartesian) {
let cartographic = this.cartographicFromCartesian(cartesian);
return this.degreesFromCartographic(cartographic);
}
/*
* @description: 经纬度（度）转经纬度（弧度）
* @param {*} degrees
* @return {*}
*/
degreesToCartographic(degrees) {
degrees.longitude = this.toRadians(degrees.longitude);
degrees.latitude = this.toRadians(degrees.latitude);
return degrees;
}
/**
* @description: 经纬度（弧度）转经纬度（度）
* @param {Cartographic} cartographic
* @return {*} 返回经纬度（度）
*/
degreesFromCartographic(cartographic) {
cartographic.longitude = this.toDegrees(cartographic.longitude);
cartographic.latitude = this.toDegrees(cartographic.latitude);
return cartographic;
}
/**
* @description: 经纬度（度）坐标转web墨卡托坐标
* @param {Cartographic} degrees
* @return {Cartesian3} web墨卡托坐标
*/
degreesToWebMercatorProjection(degrees) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return webMercatorProjection.project(this.degreesToCartesian(degrees))
}
/**
* @description: web墨卡托转经纬度（度）
* @param {Cartesian3} cartesian
* @return {Cartographic} 经纬度（度）坐标
*/
degreesFromWebMercatorProjection(cartesian) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return this.degreesFromCartographic(webMercatorProjection.unproject(cartesian))
}
/**
* @description: 弧度坐标转世界坐标
* @param {Cartographic} cartographic.longitude 经度
* @param {Cartographic} cartographic.latitude 纬度
* @param {Cartographic} cartographic.height 高度
* @return {Cartesian3} 世界坐标
*/
cartographicToCartesian(cartographic) {
return Cesium.Cartographic.toCartesian(cartographic)
}
/**
* @description: 世界坐标转经纬度弧度
* @param {Cartesian3} cartesian 世界坐标
* @return {Cartographic} 返回转换之后的经纬度弧度坐标
*/
cartographicFromCartesian(cartesian) {
return Cesium.Cartographic.fromCartesian(cartesian)
}
/**
* @description: 经纬度度转经纬度弧度
* @param {Degrees} degrees.longitude 经度 degrees.latitude 纬度 degrees.height高度
* @return {*}
*/
cartographicFromDegrees(degrees) {
return this.degreesToCartographic(degrees)
}
/**
* @description: 经纬度（弧度）转经纬度（度）
* @param {Cartographic} cartographic
* @return {*} 返回经纬度（度）
*/
cartographicToDegrees(cartographic) {
return this.degreesFromCartographic(cartographic)
}
/**
* @description: 经纬度（弧度）坐标转web墨卡托坐标
* @param {Cartographic} cartographic
* @return {Cartesian3} web墨卡托坐标
*/
cartographicToWebMercatorProjection(cartographic) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return webMercatorProjection.project(cartographic)
}
/**
* @description: web墨卡托转经纬度（弧度）
* @param {Cartesian3} cartesian
* @return {Cartographic} 弧度坐标
*/
cartographicFromWebMercatorProjection(cartesian) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return webMercatorProjection.unproject(cartesian)
}
/*
* @description: 世界坐标转 经纬度（度）
* @param {Cartesian3} cartesian 世界坐标
* @return {Cartographic} 返回转换之后的经纬度
*/
cartesianToDegrees(cartesian) {
return this.degreesFromCartesian(cartesian)
}
/**
* @description: 经纬度（度）转世界坐标
* @param {Degrees} degrees.longitude 经度 degrees.latitude 纬度 degrees.height高度
* @return {Cartesian3} 世界坐标
*/
cartesianFormDegrees(degrees) {
return this.degreesToCartesian(degrees)
}
/**
* @description: 世界坐标转经纬度(弧度)
* @param {Cartesian3} cartesian 世界坐标
* @return {Cartographic} 返回转换之后的经纬度弧度坐标
*/
cartesianToCartographic(cartesian) {
return this.cartographicFromCartesian(cartesian)
}
/**
* @description: 弧度坐标转世界坐标
* @param {Cartographic} cartographic.longitude 经度
* @param {Cartographic} cartographic.latitude 纬度
* @param {Cartographic} cartographic.height 高度
* @return {Cartesian3} 世界坐标
*/
cartesianFromCartographic(cartographic) {
return this.cartographicToCartesian(cartographic)
}
/**
* @description: 世界坐标坐标转web墨卡托坐标
* @param {Cartographic} degrees
* @return {Cartesian3} web墨卡托坐标
*/
cartesianToWebMercatorProjection(cartesian) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return webMercatorProjection.project(this.cartesianToCartographic(cartesian))
}
/**
* @description: web墨卡托转世界坐标
* @param {Cartesian3} cartesian
* @return {Cartographic} 世界坐标
*/
cartesianFromWebMercatorProjection(cartesian) {
var webMercatorProjection = new Cesium.WebMercatorProjection();
return this.cartesianFromCartographic(webMercatorProjection.unproject(cartesian))
}
/**
* @description: 世界坐标转屏幕坐标
* @param {Cartesian3} cartesian
* @return {Cartesian2} 屏幕坐标
*/
cartesianToWindowCoordinates(scene, cartesian) {
return Cesium.SceneTransforms.wgs84ToWindowCoordinates(scene, cartesian)
}
/**
* @description: 从4*4矩阵中得到平移位置
* @param {Matrix4} mat4 4*4矩阵
* @return {Cartesian3} 返回位置信息
*/
getTranslationFromMatrix4(mat4, result) {
if (!result) result = new Cesium.Cartesian3();
return Cesium.Matrix4.getTranslation(mat4, result)
}
/**
* @description: 返回x,y,z方向的比例尺信息
* @param {Matrix4} mat4 4*4矩阵
* @param {Cartesian3} result 用于储存结果
* @return {Cartesian3} 返回x,y,z方向的比例尺信息
*/
getScaleFromMatrix4(mat4, result) {
if (!result) result = new Cesium.Cartesian3();
return Cesium.Matrix4.getScale(mat4, result)
}
/**
* @description: 将3*3旋转矩阵转换成齐次坐标
* @param {Matrix4} matrix 3*3矩阵
* @param {Quaternion} result 储存结果
* @return {Quaternion} 返回齐次坐标
*/
quaternionFromRotationMatrix(matrix, result) {
return Cesium.Quaternion.fromRotationMatrix(matrix, result)
}
/**
* @description: 将欧拉角转成齐次坐标
* @param {HeadingPitchRoll} headingPitchRoll
* @param {Quaternion} result 储存结果
* @return {Quaternion} 返回齐次坐标
*/
quaternionfromHeadingPitchRoll(headingPitchRoll, result) {
return Cesium.Quaternion.fromHeadingPitchRoll(headingPitchRoll, result)
}
/**
* @description: 将齐次坐标转成欧拉角表示，和quaternionfromHeadingPitchRoll方法互逆
* @param {Quaternion} quaternion 齐次坐标
* @param {HeadingPitchRoll} result 储存结果
* @return {HeadingPitchRoll} 返回欧拉角
*/
headingPitchRollFromQuaternion(quaternion, result) {
return Cesium.HeadingPitchRoll.fromQuaternion(quaternion, result)
}
/**
* @description: 从4*4矩阵中得到欧拉角
* @param {Matrix4} transform 4*4矩阵
* @param {Ellipsoid} ellipsoid 84椭球体
* @param {Transforms.LocalFrameToFixedFrame} fixedFrameTransform 参考系，默认东-北-上参考系
* @param {HeadingPitchRoll} result 储存结果
* @return {HeadingPitchRoll}
*/
fixedFrameToHeadingPitchRoll(transform, ellipsoid, fixedFrameTransform, result) {
return Cesium.Transforms.fixedFrameToHeadingPitchRoll(transform, ellipsoid, fixedFrameTransform, result)
}
/**
* @description: 将欧拉角转成3*3矩阵
* @param {HeadingPitchRoll} headingPitchRoll
* @param {Matrix3} result 储存结果
* @return {Matrix3} 返回一个3*3矩阵
*/
matrixFromHeadingPitchRoll(headingPitchRoll, result) {
return Cesium.Matrix3.fromHeadingPitchRoll(headingPitchRoll, result)
}
/**
* @description: 根据东-北-上方向参考系生成4*4矩阵,已知道地球上的某个位置，可以根据这个方法生成一个4*4矩阵
* @param {Cartesian3} origin 原点坐标
* @param {Ellipsoid} ellipsoid 84椭球体
* @param {Matrix4} result 储存结果
* @return {Matrix4} 返回4*4矩阵
*/
eastNorthUpToFixedFrame(origin, ellipsoid, result) {
return Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(origin, ellipsoid, result)
}
/**
* @description: 根据原点和欧拉角生成4*4矩阵
* @param {Cartesian3} origin 原点坐标
* @param {HeadingPitchRoll} headingPitchRoll 欧拉角
* @param {Ellipsoid} ellipsoid
* @param {Transforms.LocalFrameToFixedFrame} fixedFrameTransform 参考系，默认为东-北-上参考系
* @param {Matrix4} result 储存结果
* @return {Matrix4} 返回4*4矩阵
*/
headingPitchRollToFixedFrame(origin, headingPitchRoll, ellipsoid, fixedFrameTransform, result) {
return Cesium.Transforms.headingPitchRollToFixedFrame(origin, headingPitchRoll, ellipsoid, fixedFrameTransform, result)
}
}
