遥感矢量文件坐标系转换到WGS1984 c++版

之前写了相同的主题，但是所用的代码python。而今天写一个坐标系转换到wgs1984的c++代码的版本。首先说一下为什么要用c++写，直接用python通杀一切不好嘛？

1 为什么要用 C++ 编写坐标系转换代码？

之前我曾用 Python 实现过相同的功能——将矢量数据转换为 WGS84 坐标系。Python 凭借其丰富的库（如 GDAL 的 Python 绑定）和简洁的语法，确实在快速原型开发和小型任务中表现出色。然而，随着数据规模的增加或对性能要求的提升，Python 的局限性逐渐显现，尤其是效率问题。

Python 虽然能“通杀一切”，但它本质上是解释型语言，运行时存在较大的性能开销。特别是对于地理空间数据处理这种计算密集型任务，涉及大量坐标变换和几何操作时，Python 的单线程执行和 GIL（全局解释器锁）会导致效率瓶颈。而 C++ 作为编译型语言，可以直接生成高效的机器码，充分利用多核处理器和内存管理，显著提升性能。对于需要处理大规模矢量数据或实时性要求较高的场景，C++ 是更优的选择。

此外，使用 C++ 调用 GDAL 的原生接口，可以避免 Python 绑定带来的额外封装开销，直接操作底层数据结构，进一步提高效率。因此，今天我们将探讨如何用 C++ 实现一个将矢量数据转换为 WGS84 坐标系的功能，并分析代码实现中的关键点。

2 C++ 实现代码分析

以下是实现的核心代码。它基于 GDAL 和 OGR 库，完成了从输入矢量文件（Shapefile 格式）到 WGS84 坐标系的转换，并生成新的输出文件：

#include <gdal_priv.h>
#include <ogrsf_frmts.h>
#include <ogr_spatialref.h>
#include <string>
#include <iostream>

// 将输入矢量数据转换到 WGS84 坐标系统，并输出到新文件
bool transformVectorToWGS84(const std::string& inputFile,
                            const std::string& outputFile) {
    // 注册 GDAL 和 OGR 驱动
    GDALAllRegister();
    OGRRegisterAll();

    // 打开输入数据集（矢量数据）
    GDALDataset* poSrcDS = (GDALDataset*)GDALOpenEx(
            inputFile.c_str(),
            GDAL_OF_VECTOR,
            nullptr,
            nullptr,
            nullptr);
    if (poSrcDS == nullptr) {
        std::cerr << "无法打开输入文件: " << inputFile << std::endl;
        return false;
    }

    // 获取 ESRI Shapefile 驱动
    GDALDriver* poDriver = GetGDALDriverManager()->GetDriverByName("ESRI Shapefile");
    if (poDriver == nullptr) {
        std::cerr << "无法加载 ESRI Shapefile 驱动" << std::endl;
        GDALClose(poSrcDS);
        return false;
    }

    // 创建输出数据集（新 Shapefile）
    GDALDataset* poDstDS = poDriver->Create(
            outputFile.c_str(),
            0, 0, 0,
            GDT_Unknown,
            nullptr);
    if (poDstDS == nullptr) {
        std::cerr << "无法创建输出文件: " << outputFile << std::endl;
        GDALClose(poSrcDS);
        return false;
    }

    // 定义目标空间参考（WGS84）
    OGRSpatialReference oTargetSRS;
    oTargetSRS.SetWellKnownGeogCS("WGS84");
    oTargetSRS.SetAxisMappingStrategy(OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER); // 强制经度-纬度顺序

    // 遍历输入数据集中的每个图层
    for (int iLayer = 0; iLayer < poSrcDS->GetLayerCount(); iLayer++) {
        OGRLayer* poSrcLayer = poSrcDS->GetLayer(iLayer);
        if (poSrcLayer == nullptr) {
            std::cerr << "11" << std::endl;
            continue;
        }

        // 获取输入图层的空间参考
        const OGRSpatialReference* poSrcSRS = poSrcLayer->GetSpatialRef();
        if (poSrcSRS == nullptr) {
            std::cerr << "图层中没有空间参考信息。" << std::endl;
            continue;
        }

        // 创建坐标转换对象：从输入空间参考转换到 WGS84
        OGRCoordinateTransformation* poCT = OGRCreateCoordinateTransformation(
                const_cast<OGRSpatialReference*>(poSrcSRS), &oTargetSRS);
        if (poCT == nullptr) {
            std::cerr << "无法创建坐标转换" << std::endl;
            continue;
        }

        // 创建输出图层，使用输入图层的名称、几何类型，并指定目标空间参考
        OGRLayer* poDstLayer = poDstDS->CreateLayer(
                poSrcLayer->GetName(),
                &oTargetSRS,
                poSrcLayer->GetGeomType(),
                nullptr);
        if (poDstLayer == nullptr) {
            std::cerr << "111" << std::endl;
            OGRCoordinateTransformation::DestroyCT(poCT);
            continue;
        }

        // 复制字段定义
        OGRFeatureDefn* poFDefn = poSrcLayer->GetLayerDefn();
        for (int i = 0; i < poFDefn->GetFieldCount(); i++) {
            poDstLayer->CreateField(poFDefn->GetFieldDefn(i));
        }

        // 遍历输入图层中的每个要素，并进行坐标转换
        OGRFeature* poSrcFeature = nullptr;
        poSrcLayer->ResetReading();
        while ((poSrcFeature = poSrcLayer->GetNextFeature()) != nullptr) {
            OGRGeometry* poGeometry = poSrcFeature->GetGeometryRef();
            if (poGeometry != nullptr) {
                // 执行几何对象的坐标转换
                if (poGeometry->transform(poCT) != OGRERR_NONE) {
                    std::cerr << "11" << std::endl;
                }
            }

            // 创建新的要素，复制属性信息，并添加到输出图层
            OGRFeature* poDstFeature = new OGRFeature(poDstLayer->GetLayerDefn());
            poDstFeature->SetFrom(poSrcFeature);
            if (poDstLayer->CreateFeature(poDstFeature) != OGRERR_NONE) {
                std::cerr << "1" << std::endl;
            }

//            OGRFeature::DestroyFeature(poDstFeature);
//            OGRFeature::DestroyFeature(poSrcFeature);
        }

        // 销毁坐标转换对象
        OGRCoordinateTransformation::DestroyCT(poCT);
    }

    // 关闭数据集，释放资源
    GDALClose(poSrcDS);
    GDALClose(poDstDS);

    return true;
}

// 示例：转换指定输入 Shapefile 到 WGS84 并保存为新的 Shapefile
int main() {
    std::string inputPath = "F:\\vector\\yili_vector.shp";
    std::string outputPath = "F:\\vector\\yili_vector_wgs84_cp.shp";

    if (transformVectorToWGS84(inputPath, outputPath)) {
        std::cout << "11" << std::endl;
    } else {
        std::cerr << "1111" << std::endl;
    }

    return 0;
}

这段代码干啥的？

简单说，这段 C++ 代码是用来把一个地理数据文件（比如 Shapefile 格式的地图数据）从它原来的坐标系转成 WGS84 坐标系，然后保存成一个新文件。

WGS84 是啥？就是咱们 GPS 常用的那个经纬度标准，全球通用的坐标系。这代码就像个“翻译官”，把地图数据从“方言”翻译成“普通话”。

代码咋工作的？

1. 先准备工具箱

#include <gdal_priv.h>
#include <ogrsf_frmts.h>
#include <ogr_spatialref.h>

这几行是“搬工具”的代码，用的 GDAL 库（地理数据处理的大神级工具）。相当于你去干活前得先把锤子、扳手啥的拿出来。

GDALAllRegister();
OGRRegisterAll();

这两句是“开工具箱”的操作，把 GDAL 和 OGR（GDAL 的矢量数据帮手）的所有功能都激活，告诉程序：“我啥都能干，别限制我！”

1. 打开地图文件

GDALDataset* poSrcDS = (GDALDataset*)GDALOpenEx(inputFile.c_str(), GDAL_OF_VECTOR, nullptr, nullptr, nullptr);
if (poSrcDS == nullptr) {
    std::cerr << "无法打开输入文件: " << inputFile << std::endl;
    return false;
}

这里是用 GDALOpenEx 打开你给的文件（比如 yili_vector.shp）。它就像打开一个地图文件夹，看看里面有啥。

如果打不开，就报错：“哎呀，文件找不着，干不了活！”

1. 找个“保存专家”

GDALDriver* poDriver = GetGDALDriverManager()->GetDriverByName("ESRI Shapefile");
if (poDriver == nullptr) {
    std::cerr << "无法加载 ESRI Shapefile 驱动" << std::endl;
    GDALClose(poSrcDS);
    return false;
}

这块是找个“保存专家”，专门处理 Shapefile 格式文件。GDAL 里有很多“专家”（驱动），咱们指定用 Shapefile 这个。

如果没找到，就说：“没这家伙，我没法保存！”

1. 创建新文件当“笔记本”

GDALDataset* poDstDS = poDriver->Create(outputFile.c_str(), 0, 0, 0, GDT_Unknown, nullptr);
if (poDstDS == nullptr) {
    std::cerr << "无法创建输出文件: " << outputFile << std::endl;
    GDALClose(poSrcDS);
    return false;
}

这里是用刚才的“保存专家”新建一个文件（比如 yili_vector_wgs84_cp.shp），相当于拿出一本新笔记本，准备把翻译好的东西写进去。

创建失败就喊：“哎，新笔记本弄不出来，咋办？”

1. 定好目标：WGS84

OGRSpatialReference oTargetSRS;
oTargetSRS.SetWellKnownGeogCS("WGS84");
oTargetSRS.SetAxisMappingStrategy(OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER);

这几行是设定“翻译目标”——WGS84。

就像告诉程序：“咱们要把地图坐标全变成经纬度，而且顺序得是先经度后纬度，别弄反了！”

1. 一页页翻地图，翻译过去

for (int iLayer = 0; iLayer < poSrcDS->GetLayerCount(); iLayer++) {
    OGRLayer* poSrcLayer = poSrcDS->GetLayer(iLayer);

地图文件可能有好几页（图层），比如道路、河流啥的。

这里是循环翻页，一页页处理。

const OGRSpatialReference* poSrcSRS = poSrcLayer->GetSpatialRef();
if (poSrcSRS == nullptr) {
    std::cerr << "图层中没有空间参考信息。" << std::endl;
    continue;
}

每页得先看看它原来用的是啥坐标系（空间参考）。

如果没写坐标系，就跳过，说：“这页啥也不知道，翻译不了！”

OGRCoordinateTransformation* poCT = OGRCreateCoordinateTransformation(
    const_cast<OGRSpatialReference*>(poSrcSRS), &oTargetSRS);

这里是造个“翻译机”，告诉它：“从原来的坐标系翻成 WGS84。

”如果造不出来，就报错：“翻译机坏了，干不了！”

1. 新建一页，抄属性

OGRLayer* poDstLayer = poDstDS->CreateLayer(poSrcLayer->GetName(), &oTargetSRS, poSrcLayer->GetGeomType(), nullptr);

在新笔记本上新建一页，名字和原来一样，坐标系设成 WGS84，形状类型（点、线、面）也照抄。

OGRFeatureDefn* poFDefn = poSrcLayer->GetLayerDefn();
for (int i = 0; i < poFDefn->GetFieldCount(); i++) {
    poDstLayer->CreateField(poFDefn->GetFieldDefn(i));
}

把老地图的“表格字段”（比如道路名称、长度啥的）也抄到新页面，保证信息不丢。

1. 一条条翻译坐标

while ((poSrcFeature = poSrcLayer->GetNextFeature()) != nullptr) {
    OGRGeometry* poGeometry = poSrcFeature->GetGeometryRef();
    if (poGeometry != nullptr) {
        if (poGeometry->transform(poCT) != OGRERR_NONE) {
            std::cerr << "error" << std::endl;
        }
    }

这里是核心干活的地方！挨个读老地图上的东西（要素），把它的坐标拿出来，用“翻译机”转成 WGS84。

如果翻译出错，就喊：“哎，这条翻砸了！”

OGRFeature* poDstFeature = new OGRFeature(poDstLayer->GetLayerDefn());
poDstFeature->SetFrom(poSrcFeature);
if (poDstLayer->CreateFeature(poDstFeature) != OGRERR_NONE) {
    std::cerr << "error" << std::endl;
}

翻译完坐标后，把整条信息（坐标+属性）写到新笔记本上。写不下去就说：“哎，写不下了！”

1. 收拾工具，完工

OGRCoordinateTransformation::DestroyCT(poCT);
GDALClose(poSrcDS);
GDALClose(poDstDS);

干完活，把“翻译机”扔了，关掉老地图和新笔记本，收拾干净走人。

---

主函数：喊一嗓子试试

int main() {
    std::string inputPath = "F:\\vector\\yili_vector.shp";
    std::string outputPath = "F:\\vector\\yili_vector_wgs84_cp.shp";
    if (transformVectorToWGS84(inputPath, outputPath)) {
        std::cout << "1" << std::endl;
    } else {
        std::cerr << "2" << std::endl;
    }
    return 0;
}

最后这个 main，就是喊一嗓子：“拿这个文件，给我转成 WGS84！”转成功了就说“1”，失败了就喊“2”。

小白看完咋办？

咋跑起来？

• 你得先装 GDAL 库（网上有教程，搜“GDAL Windows 安装”啥的）。
• 把代码拷到 C++ 编译器（比如 Visual Studio），改下文件路径，点“运行”就行。

这代码就像个老实干活的工人，能用，但还有点糙。想让它更牛？加点多线程啥的，跑得飞快！小白别怕，照着玩一玩就明白了！

小结

通过这次从 Python 跳到 C++ 的尝试，我算是真切感受到不同语言在不同场景下的厉害之处。Python 写起来快，验证想法特别顺手，但一碰到性能要求高的时候就有点吃力。而 C++ 虽然上手麻烦点，可跑起来真不是盖的，尤其在这种性能敏感的任务上。这段代码不仅搞定了坐标系转换，还给后面优化和扩展留了余地。接下来，我想再折腾下多线程和批处理技术，看看能不能在大规模地理数据处理上再猛一把。

如果你也有这方面的需求，不妨试试 C++ 搭上 GDAL，说不定能整出点让人眼前一亮的东西！