網(wǎng)上已經(jīng)有好多作者都不吝筆墨，寫了好多有關(guān) Web Mercator這個坐標系的前世今生。多搜羅多攝入，我們會得到很多有用的信息。今天討論到 3758，3857，102100，900913…… 這些ID又一石激起千層浪，看來整理總結(jié)下還是有點必要。

Web Mercator 如何定義？

我們知道，地理數(shù)據(jù)的坐標系一般有兩大類，一是地理坐標系(GCS)，是經(jīng)緯度單位的橢球坐標系；二是投影坐標系(PCS)，是平面直角坐標系。

投影坐標系（PCS）的定義一般會包含兩方面的定義信息：
（1）基準面/Datum — 與GCS相應(yīng)
（2）投影方法/Projection Method

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Web Mercator 是一個投影坐標系統(tǒng)，其基準面是 WGS 1984 。

那么，第一個問題，WGS 1984 是什么？

“ 世界大地坐標系是美國國防部制圖局（Defence Mapping Agency， DMA）為統(tǒng)一世界大地坐標系統(tǒng)，實現(xiàn)全球測量標準的一致性，定義用于制圖、大地、導航的坐標基準。它包括標準地球坐標框架、用于處理原始觀測數(shù)據(jù)的標準橢球參考面（即基準和參考橢球）和定義標準海平面的重力等勢面（大地水準面）。……”（摘自《大地坐標系統(tǒng)及其應(yīng)用》）

在上面一段中可以知道，定義一個坐標系絕對是一個復雜浩大的數(shù)學工程。 我們經(jīng)常聽說的 WGS 1984 （或 WGS 84）就是其中一個世界大地坐標系統(tǒng)。我們經(jīng)常使用的 GPS 的坐標參考系統(tǒng)也是它。

WGS 1984 的具體定義參數(shù)：

GCS_WGS_1984
WKID: 4326 Authority: EPSG

Angular Unit: Degree (0.0174532925199433)
Prime Meridian: Greenwich (0.0)
Datum: D_WGS_1984
Spheroid: WGS_1984
Semimajor Axis: 6378137.0
Semiminor Axis: 6356752.314245179
Inverse Flattening: 298.257223563

通過參數(shù)描述，我們知道 WGS 1984 是一個長半軸(a)為6378137，短半軸（b）為6356752.314245179 的橢球體，扁率(f)為298.257223563，f=(a-b)/a 。

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Web Mercator 坐標系使用的投影方法不是嚴格意義的墨卡托投影，而是一個被 EPSG（European Petroleum Survey Group）稱為偽墨卡托的投影方法，這個偽墨卡托投影方法的大名是 Popular Visualization Pseudo Mercator，PVPM。 看起來就覺得這個投影方法不是很嚴謹?shù)臉幼?，大眾化的？受歡迎的？可視化偽墨卡托投影……

因為這個坐標系統(tǒng)是 Google Map 最先使用的，或者更確切地說，是Google 最先發(fā)明的。在投影過程中，將表示地球的參考橢球體近似的作為正球體處理（正球體半徑 R = 橢球體半長軸 a）。這也是為什么在 ArcGIS 中我們經(jīng)?？吹竭@個坐標系叫 WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere)。Auxiliary Sphere 就是在告知你，這個坐標在投影過程中，將橢球體近似為正球體做投影變換，雖然基準面是WGS 1984 橢球面。

后來，Web Mercator 在 Web 地圖領(lǐng)域被廣泛使用，這個坐標系就名聲大噪。盡管這個坐標系由于精度問題一度不被GIS專業(yè)人士接受，但最終 EPSG 還是給了 WKID:3857。

下面放一張在 EPSG 官網(wǎng)上找到的3857坐標的具體參數(shù)介紹，供參考：

Web Mercator 的陰暗面

Web Mercator 無論是來自Google程序員的謬誤，還是為了簡化換算的有意為之，現(xiàn)在它都已經(jīng)名正言順的成為了 Web 底圖的最受歡迎平面坐標系。

問題又來了，為什么這么受歡迎的坐標系還會受到GIS大咖的詬?。?/strong>

拒絕給這個坐標系分配 坐標系ID 的原話是這樣的：

“ The projected coordinate reference system originally lacked an official spatial reference identifier (SRID), and the Geodesy subcommittee of the OGP’s Geomatics committee (also known as EPSG) refused to provide it with one, declaring “We have reviewed the coordinate reference system used by Microsoft, Google, etc. and believe that it is technically flawed. We will not devalue the EPSG dataset by including such inappropriate geodesy and cartography.” ”

這不是EPSG 冷酷無情無理取鬧，從技術(shù)角度看是有原因的。簡而言之，主要原因在于基準面被篡改后，本來是等角投影的Mercator坐標變換算法，不再等角了，而是近似等角，也就是出現(xiàn)角度變形。這種變形勢必影響了坐標的精度，如下是某位GIS專家給出的概要說明（閃亮的最后一條）：

如果你想進一步關(guān)心細節(jié)，想知道這位專家對 Web Mercator 的 dark side 的深入見解，點這里看看。

不再混亂的 ID

也是由于GIS專業(yè)人士的質(zhì)疑，這個坐標系的ID經(jīng)歷了曲折的過程，好多做Web開發(fā)的朋友都感到困惑。簡單地順一下：

OpenLayers:900913 由于得不到官方的認證ID，Google為Web Mercator 任性地制定了這個ID，自娛自樂，也祝大家玩的開心……下面可不是我編的。

i think 900913 is great.
9-g
0-o
0-o
9-g
1-l
3-e
get it? 900913 is equal to google. THAT’S AMAZING ! =-)

EPSG:3785 這是 EPSG 在 2008 年給 Web Mercator 設(shè)立的WKID，但是這個坐標系的基準面是正圓球，不是WGS 1984。 存在了一段時間后被棄用。

EPSG:3857 EPSG為 Web Wercator 最終設(shè)立的WKID，也就是現(xiàn)在我們常用的Web 地圖的坐標系，并且給定官方命名 “WGS 84 / Pseudo-Mercator“。

ESRI:102113 Esri內(nèi)部使用ID，與 EPSG:3785 相應(yīng)。已被棄用。

ESRI:102100 Esri內(nèi)部使用ID，與 EPSG:3857 相應(yīng)。

因此，細心地話，會發(fā)現(xiàn)在 ArcGIS Server 的REST 服務(wù)頁面中，Web Mercator 的空間參考會記做： 102100(3857)

這些東西其實一直都是公開的，博主沒有生產(chǎn)這些小秘密，只是小秘密的搬運工。