coordinate-transform

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description	坐标系转换与验证技能。处理中国常用坐标系（CGCS2000/WGS84/GCJ-02/BD-09）之间的转换，验证坐标系正确性。
metadata	{"domain":"gis","version":"2.0","intent_triggers":"CRS, coordinate, 坐标系, 投影, EPSG, CGCS2000, WGS84, 转换, 重投影"}

坐标系转换与验证技能

核心能力

1. 坐标系识别: describe_geodataframe 检查当前 CRS
2. 坐标转换: reproject_spatial_data 执行坐标系转换
3. 特征工程: engineer_spatial_features 在投影坐标系下计算面积/周长

中国常用坐标系

地理坐标系（经纬度）

坐标系	EPSG	说明	使用场景
CGCS2000	4490	中国国家大地坐标系 2000	国土调查、官方数据
WGS84	4326	GPS 全球坐标系	GPS 数据、Web 地图
GCJ-02	—	高德/腾讯加密坐标（火星坐标）	高德/腾讯地图 API
BD-09	—	百度加密坐标	百度地图 API

CGCS2000 vs WGS84

• 差异在厘米级别（<2cm），绝大多数应用场景可互换
• 国土调查数据标准为 CGCS2000
• 严格场景（高精度测量）需注明坐标系来源

GCJ-02 偏移警告

• 相对 WGS84 偏移约 300-500m（非线性偏移）
• 绝不能将 GCJ-02 坐标当作 WGS84 使用
• 高德/腾讯地图 API 返回的坐标均为 GCJ-02
• 转换需要专门的纠偏算法（非简单平移）

BD-09 偏移

• 在 GCJ-02 基础上再次加密
• 百度地图 API 返回的坐标为 BD-09
• 需先转 GCJ-02 再转 WGS84（两步转换）

投影坐标系（平面米制）

CGCS2000 高斯-克吕格投影

• 3° 带（推荐）: 适用于省级及以下精确量测
  • 带号 = round(经度 / 3)
  • 中央经线 = 带号 × 3°
  • 例: 经度 117° → 39 带 → 中央经线 117°E → EPSG:4547
• 6° 带: 适用于全国性概览
  • 带号 = floor((经度 + 6) / 6)
  • 中央经线 = 带号 × 6° - 3°

UTM 投影

• 国际通用 6° 分带
• 中国范围: UTM Zone 43N ~ 53N (EPSG:32643 ~ 32653)
• 适用于国际合作项目

坐标系选择原则

场景	推荐坐标系	原因
数据存储	EPSG:4490 或 4326	通用性好，精度无损
面积计算	当地高斯 3° 带	平面坐标，面积准确
距离计算	当地高斯 3° 带或 UTM	平面坐标，距离准确
Web 地图展示	EPSG:4326	Leaflet/Folium 标准
国土调查数据	EPSG:4490	国家标准
缓冲区分析	投影坐标系	地理坐标系下缓冲区为椭圆
数据融合/叠加	统一为 4326 或 4490	避免坐标系混用

分析工作流

1. 识别源坐标系: describe_geodataframe 查看 CRS 信息
2. 确定目标坐标系: 根据分析需求选择（见上表）
3. 执行转换: reproject_spatial_data(target_crs='EPSG:4326')
4. 验证结果: 检查坐标范围是否合理（中国经度 73°-135°，纬度 18°-54°）
5. 面积一致性: 转换前后面积应基本一致（投影→投影）

常见问题与解决方案

问题	原因	解决方案
数据偏移 300-500m	GCJ-02 数据误当 WGS84	使用纠偏算法转换
面积计算结果为平方度	在地理坐标系下计算面积	先投影到高斯带
缓冲区形状异常	在地理坐标系下做缓冲区	先投影到米制坐标系
高斯带选错	数据跨带	选择中央经线最近的带
叠加分析错位	两层坐标系不一致	统一转换到同一坐标系
CRS 显示为 None	数据缺少坐标系信息	根据坐标范围推断并设置

参考资源

• 加载 references/coordinate_systems.md 获取完整坐标系对照表和选择指南