geopandas中一个非常重要，之前有让我非常头大的一个内容，就是坐标系。Dos中的语句很清晰，但是缺少坐标系的背景知识，看着每一个都认识的字母凑在一起完全不认识的语句，一个头两个大。让我看不懂我就更不想学下去了。所以梨准备从基础开始学起来，理清楚坐标系的门门道道，不至于混乱不清。混乱不清的逻辑什么的最令人讨厌了。
借鉴了许多前人的文档，我只是针对我的逻辑点总结了一下坐标系的基础知识，觉得写的不好的盆友们可以看看这些大大们的文档（他们说的超好的❤❤（￣︶￣）↗　）：
链接: （数据科学学习手札75）基于geopandas的空间数据分析——坐标参考系篇.
链接: 地球坐标系与投影方式的理解(关于北京54,西安80,WGS84;高斯,兰勃特,墨卡托投影)

1. 坐标系基础知识

先上图，预告一下逻辑框架！！
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这啥？别问，问就是参考椭球之间的区别！！

1.1 大地坐标系

• 定义：大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示：(L, B, H)。

大家都知道地球它就是个椭球🌍，地球表面坑坑挖挖，高低不平，高有喜马拉雅山⛰，低有马里亚纳海沟。所以这个地球是无法用完美的数学椭球进行描述的，只能力求误差分布均衡，地势高低相补，总误差最小，尽可能拟合。

• WGS84坐标系： 椭球若以地球为椭球的球心，最大程度地拟合坑坑挖挖的整个地球🌍，就形成了WGS84坐标系。而且，这个椭球公公正正不偏不倚，没有偏向任何一个地区，当椭球体模型的几何中心与地球质心重合时，模型就会最接近整个地球，这叫做质心坐标系。
  但是呢，因为它尽量逼近整个地球表面，优点是范围大，缺点是局部不够准确。你就这么一小个球就想高精度描述每一个地区？？痴心妄想，痴人说梦！！━┳━　━┳━
  所以呢，每个国家根据自己的国情，又建立对本国精度更高的椭球（你国外变形，谁爱管谁管ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ）。
• Beijing54坐标系：参考前苏联坐标系，它在前苏联区域这个曲面尽量逼近，而其它国家地区偏多少它不管。它以苏联的普尔科沃为中心，离那越远，误差就越大。
• Xian80坐标系：西安80是面向中国的，所以它在中国区域这个曲面尽量逼近，而其它国家地区偏多少它不管，而且这个逼近是以西安附近的大地原点为中心的。也就是说，在西安附近，模型和真实地表参考海平面重合，误差趋近于0，而离大地原点越远的地方，误差越大。
  不管是北京54还是西安80，它们的椭球是偏向中国的，几何中心与地球质心不重合，而是参考了地球上的某一个点，所以叫做参心坐标系。
  国际上多用WGS84，但是中国的还是Xian80坐标系,Beijing54被后浪冲在了沙滩上。

1.2 空间直角坐标系（暂时不重要）

• 定义：大地测量中以参考椭球中心为原点，以原点到0度经线与赤道交点的射线为x轴，原点到90度经线与赤道交点的射线为y轴，以地球旋转轴向北为z轴：(x, y, z)。
• 大地坐标系与地理坐标系都依赖与一个参考椭球。不同的是，大地坐标系以基准面为基准（标准海平面），空间直角坐标系则以一个点为基准，需要确定中心点。

只要确定了椭球基本参数，则大地坐标系和空间直角坐标系就相对确定了，只是两种不同的表达而矣，这两个坐标系的点是一一对应的。
不同椭球的基本参数，看这里👇：
链接: 地理坐标系、大地坐标系与地图投影与重投影详解

1.3 投影坐标系

地理坐标系 + 投影方法 = 投影坐标系
最常用的投影方法是横轴墨卡托， 在横轴墨卡托的基础上，形成了UTM和高斯-克吕格两种投影方法；当然，还有很多都其他的投影方法，比如👆，上面那个链接超详细：
·兰伯特Lambert投影（正轴等角割圆锥投影）
·阿伯斯Albers投影（正轴等积割圆锥投影）
·…
从3D→2D总有失真与变形的发生，不同的投影方法有不同的用途与适用范围，存在即合理。

2. Geopandas坐标系操作

2.1 CRS语句

任何能够被pyproj.CRS.from_user_input()语句接受的字符串，都能被geopandas正确使用。

• EPSG分区：官方推荐使用

GeoDataFrame(..., crs = 'EPSG:4326') gdf.crs = 'EPSG:4326' gdf.to_csr('EPSG:4326') 

• proj4语句：+号声明每一个元素，建议转换为EPSG；

讯享网‘+proj=utm +zone=11 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +ellps=WGS84 +towgs84=0,0,0’ 

proj = utm： 投影方法为墨卡托
zone=11： 分区为北11区；南11区（11s）
datum=WGS84： 基准面为WGS84椭球面
units=m： 单位为米
ellps=WGS84： 如何计算地球的圆度

如果输入非得是proj4形式，修改为epsg:

import pyproj crs = pyproj.CRS("+proj=laea +lat_0=45 +lon_0=-100 +x_0=0 +y_0=0 +a= +b= +units=m +no_defs") crs.to_epsg() 2163 

2.2 添加CRS

当通过geopandas.read_file()读取shp或者其他地理文件时，即使是不传入crs参数，geopandas也会自动读取文件的crs.

讯享网Geopandas.crs Geoseris.crs #查看geopandas/Geoseris的crs 

当geopandas缺少crs信息时，可以通过set_crs()设置crs

my_geoseries = my_geoseries.set_crs("EPSG:4326") my_geoseries = my_geoseries.set_crs(epsg=4326) #也可以传出proj4语句（一定要是字符串，不接受dict) 但是呢，我用set_crs语句设置geoDataFrame的crs，返回值是空，也就是说没有设置上 用geoDataFrame.crs = { 
   'init' :'epsg:4326'}就成功了 

2.3 重设CRS

讯享网world = world.to_crs("EPSG:3395") #将一个crs转换到另一个crs #前提：要有crs，不然该语句失效报错 

2.4 geopanas坐标输入顺序

对于geopanas 中的每一个坐标点，输入的形式一定要是：
（lon, lat) = (经度，纬度）
虽然在crs中，标准的坐标点的顺序应该是（lat,lon)；但是，Geopandas自行处理二者之间的差距，咱们不同担心~~
就记着geopandas需要的输入形式就好啦~~