QGIS坐标系转换总出错?投影变换与地理配准实操详解(附:参数对照表)
引言:你的数据为什么总在“漂移”?
作为一名GIS从业者,你是否遇到过这样的崩溃瞬间:辛辛苦苦导入的CAD图纸在QGIS里不见踪影;明明坐标都是正数,却跑到了太平洋中心;或者两个图层看似重叠,放大后却错位严重。这些“灵异事件”的罪魁祸首,往往不是软件Bug,而是坐标系(CRS)的混乱。

坐标系是GIS的基石,一旦定义错误,后续所有的空间分析、面积量算都会产生巨大偏差。很多新手习惯性地点击“确定”忽略警告,最终导致数据“一步错,步步错”。本文将通过投影变换与地理配准两大核心实操强>,帮你彻底理清QGIS坐标系转换的逻辑,并附上万能参数对照表,让你从此告别数据“漂移”的噩梦。
一、 基石概念:投影变换 vs 地理配准
在开始操作前,我们必须分清两个极易混淆的概念。搞懂它们,你就成功了一半。
投影变换 (Reproject):针对的是**矢量数据**(点线面)或**已经包含坐标信息的栅格**。它的本质是数学计算,将数据从一个坐标系的数学逻辑转换到另一个坐标系,数据本身的相对位置和形状会发生改变。
地理配准 (Georeference):针对的是**没有坐标信息的栅格图片**(如扫描的地图、卫星图)。它的本质是“贴图”,通过找到图片上的像素点与真实地理坐标的对应关系,赋予图片位置信息。
核心区别对照表
| 功能模块 | 适用数据类型 | 核心动作 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 投影变换 (Reproject) | 矢量(.shp/.geojson)、带坐标栅格 | 数学公式计算 | 生成新坐标系的新文件 |
| 地理配准 (Georeference) | 无坐标栅格(.jpg/.png/.tif) | 选取控制点 (GCPs) | 赋予坐标并重采样生成新文件 |
二、 实操教程:矢量数据的投影变换
当你拿到一份坐标系未知,或者坐标系错误(如把WGS84误认为CGCS2000)的矢量数据时,请按以下步骤操作。
警告: 永远不要在原始数据上直接修改,先备份!
步骤 1:检查当前坐标系
- 将图层拖入QGIS。
- 右键点击图层 -> 属性 (Properties) -> 信息 (Information)。
- 查看 "CRS" 一栏。如果显示为 EPSG:4326 - WGS 84,但你确定数据应该是高斯克吕格投影(如中国常用的3度带),那么你就需要进行投影变换。
步骤 2:执行投影变换
- 右键点击图层 -> 导出 (Export) -> 另存为 (Save Features As...)。
- 在弹出的对话框中,找到 目标坐标系 (CRS) 选项(通常是一个地球仪图标)。
- 点击右侧的 选中坐标系 (Select CRS)。
- 在搜索框输入目标编码(例如 EPSG:4527,即CGCS2000 / 3°带经度114°),选中后点击确定。
- 设置好文件名和路径,点击 OK。生成的新文件即为正确投影后的数据。
三、 实操教程:栅格图片的地理配准
面对一张扫描的老旧纸质地图或没有坐标的照片,你需要使用“地理配准”工具将其数字化。
步骤 1:打开地理配准工具
在菜单栏选择 地理配准 (Georeferencer) -> 地理配准工具。如果找不到,请先在“插件”管理器中搜索并安装“Georeferencer”插件。
步骤 2:加载图片并设置变换参数
- 在地理配准工具窗口中,点击左上角的 打开文件 图标,加载你的JPG或PNG图片。
- 点击 变换设置 (Transformation Settings) 图标。
- 变换类型: 通常选择 仿射 (Affine)(适用于大多数地形图)。
- 目标坐标系: 选择你需要的坐标系(如 EPSG:4527)。
- 输出分辨率: 填写1,表示保持原分辨率。
步骤 3:添加控制点 (GCPs)
- 点击 添加控制点 (Add New GCP) 图标(带加号的图钉)。
- 在左侧图片视图中,点击地图上的**已知坐标点**(如方里网交点)。
- 在弹出的对话框中,输入该点的 **X(经度/东距)** 和 **Y(纬度/北距)**。
- 重复此操作,至少需要 3个点(建议4个以上,分布在四角以提高精度)。
步骤 4:开始配准
- 点击工具栏上的 开始配准 (Start Georeferencer) 按钮(绿色播放图标)。
- 软件会进行计算并生成带有坐标信息的新栅格文件(通常是TIF格式)。
四、 附录:常用坐标系参数对照表
在搜索坐标系时,直接输入 EPSG 代码是最快的方法。以下是中国用户最常遇到的坐标系:
| 坐标系名称 | 坐标系类型 | EPSG 代码 (CGCS2000) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 大地2000 / 3°带 / 114°经线 | 投影坐标系 | 4527 | 广东、湖南等常用 |
| 大地2000 / 3°带 / 117°经线 | 投影坐标系 | 4528 | 福建、江浙等常用 |
| 大地2000 / 3°带 / 120°经线 | 投影坐标系 | 4530 | 上海、山东等常用 |
| WGS 84 (经纬度) | 地理坐标系 | 4326 | GPS设备、Google Earth标准 |
| Web Mercator | 投影坐标系 | 3857 | Web地图标准(高德、百度底层) |
五、 扩展技巧:不为人知的高级操作
技巧 1:批量处理投影
如果你有上百个文件需要投影,不要一个个手动操作。使用 处理工具箱 (Processing Toolbox) -> 矢量通用 (Vector general) -> 批处理重投影 (Batch Reprojection)。你可以一次性导入所有图层,统一指定输出坐标系,后台自动排队处理。
技巧 2:如何处理“无坐标”警告?
当你导入数据,QGIS弹出“图层未定义坐标系”警告时,**不要直接关闭**。点击右侧的 CRS 下拉框,选择你**认为**该数据所属的坐标系。如果不确定,先选择 EPSG:4326(WGS84)或 EPSG:3857(Web墨卡托)作为临时占位符,否则数据将无法正确显示在地图上。后续再通过“设为目标CRS”或“投影变换”纠正。
六、 FAQ:用户最常搜索的问题
Q1: QGIS右下角显示的坐标和我图纸上的坐标不一致?
这通常是因为QGIS的“项目坐标系”和图层的“图层坐标系”不一致。QGIS地图画布使用的是项目坐标系进行显示。解决方法:点击右下角的坐标显示区域,在弹出的“自定义坐标格式”中,选择“显示图层坐标系”,或者在项目属性中将项目CRS设置为与图层一致。
Q2: 为什么我的CAD文件导入QGIS后坐标全变成了0或很小的数字?
CAD文件(.dwg/.dxf)通常不包含明确的坐标系定义信息。如果CAD原点不在(0,0,0),或者使用了自定义坐标,QGIS无法自动识别。解决方法是导入时尝试勾选“忽略坐标系”,导入后使用地理配准工具,根据CAD图上的已知坐标点进行配准,或者在CAD中先执行WBLOCK命令将图形写块到原点。
Q3: 投影变换后,多边形的面积变了,这正常吗?
这是完全正常的。投影变换是将地球曲面(球体/椭球体)展开为平面(投影平面)的过程。在这个过程中,形状和面积都会发生拉伸或压缩。如果你需要计算面积,请务必在计算前确认图层处于正确的投影坐标系(如UTM或高斯克吕格)下,而不是地理坐标系(经纬度)下,否则结果将是错误的“平方度”。总结
坐标系转换看似枯燥,但它是通往专业GIS分析的必经之路。掌握“投影变换”与“地理配准”的区别,并熟练运用上述参数表和操作步骤,你就能让所有数据精准归位。打开QGIS,拿出一份你的旧数据,试着用今天学到的方法重新校准它吧!
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