文章同步發表至 Medium

前一篇介紹了 WKT 的其中一種應用：向量資料的表示，接下來要了解一下他的第二個用途：座標系統的表示。

甚麼是座標系統?

一般我們和別人描述我們在哪裡的時候通常會這樣說：芝山捷運站的1號出口、逢甲大學前面的萊爾富，但是這些放在地理資訊的世界中，就不那麼適用了 —— 假設要比較 10 年前和現在的土地利用變化，只告訴你 10 年後這裡有一間萊爾富，10 年前沒有，相信你一定會選擇辭職。

因此，我們需要一套有統一規範的地理位置表示方法，這套方法就稱作座標系統。一組完整的座標系統會包含兩個資訊：大地基準（Datum）和座標格式（Format/Grid）。

大地基準

大地基準是一種和地球形狀最相似的數學模型（參考橢球體），最常見的是由美國所制定的世界測量座標系統 WGS84。由於地球表面是凹凸不平的，如果在偏離參考橢球體太多的地方依舊使用 WGS84 進行參考，會有不準確的情況發生，因此大多數國家都會選擇使用比較符合自己地區的大地基準，以台灣為例，就會比較常使用 TWD97。

座標格式

通常會需要標記座標的地方會是在平面地圖上，而將橢圓形的地球攤平到地圖上的動作就稱為投影。因此，座標格式也就分為兩種，一種是經緯度座標（Geographic Coordinate System），通常用在球面上；一種是投影座標（Projected Cooredinate System），通常用在地圖上。

以台灣來說，最常使用的就是二度分帶 TM2，因此一個完整的座標系統名稱就會是 TWD97 / TM2 zone 121。

WKT

前面有提到一組完整的座標系統包含大地基準和座標格式兩個資訊，因此在使用上，我們也會需要提供程式這些資訊，包含座標系統的名稱、投影方式、大地基準等等。

以 TWD97 來說：

PROJCS["TWD97 / TM2 zone 121",
    GEOGCS["TWD97",
        DATUM["Taiwan_Datum_1997",
            SPHEROID["GRS 1980",6378137,298.257222101],
            TOWGS84[0,0,0,0,0,0,0]],
        PRIMEM["Greenwich",0],
        UNIT["degree",0.0174532925199433,
            AUTHORITY["EPSG","9122"]],
        AUTHORITY["EPSG","3824"]],
    PROJECTION["Transverse_Mercator"],
    PARAMETER["latitude_of_origin",0],
    PARAMETER["central_meridian",121],
    PARAMETER["scale_factor",0.9999],
    PARAMETER["false_easting",250000],
    PARAMETER["false_northing",0],
    UNIT["metre",1],
    AXIS["Easting",EAST],
    AXIS["Northing",NORTH],
    AUTHORITY["EPSG","3826"]]

更詳細的解說可以參考 台灣大地座標系統的轉換。

References

• 大地座標系統與二度分帶座標
• 坐標系統