用的更多的场景是把经纬度转化为xy平面坐标,因为经纬度是方便我们确定地理位置的,我们可以很容易的从地图数据(可利用高德开放平台)上获取某一个地址它的经纬度,但是我们看到的地图是平面的,所以要利用各种投影把经纬度转换为平面坐标便于我们自己分析~
xy平面坐标转化为经纬度的使用场景不多,但我们可以作为一个验证来运用。
关于如何从一串地址,如“重庆市沙坪坝区沙正街174号”这样的一个文本地址得出它的经纬度,我在之前发在微信的文章里有过介绍,可见:https://mp.weixin.qq.com/s/Z2I2ufb-AB_gQcfTBD6vmg 也可点此跳转
python3.8
我习惯在jupyter里运行python,大家的pycharm、vs code都可
import math
import pandas as pd
#定义经纬度转换为米勒坐标的方法
def millerToXY(lon, lat):
xy_coordinate = []
L = 6381372 * math.pi * 2 #地球周长
W = L #平面展开,将周长视为X轴
H = L / 2 #Y轴约等于周长一半
mill = 2.3 #米勒投影中的一个常数,范围大约在正负2.3之间
#循环,因为要批量转换
for x, y in zip(lon, lat):
x = x * math.pi / 180 # 将经度从度数转换为弧度
y = y * math.pi / 180 # 将纬度从度数转换为弧度
y = 1.25 * math.log(math.tan(0.25 * math.pi + 0.4 * y)) # #这里是米勒投影的转换
x = (W / 2) + (W / (2 * math.pi)) * x #这里将弧度转为实际距离 ,转换结果的单位是km
y = (H / 2) - (H / (2 * mill)) * y # 这里将弧度转为实际距离 ,转换结果的单位是km
xy_coordinate.append((int(round(x)), int(round(y))))
return xy_coordinate
#xy坐标转换成经纬度的方法(该方法未定义循环,仅能单个坐标转换
def xy_to_coor(x, y):
lonlat_coordinate = []
L = 6381372 * math.pi*2
W = L
H = L/2
mill = 2.3
lat = ((H/2-y)*2*mill)/(1.25*H)
lat = ((math.atan(math.exp(lat))-0.25*math.pi)*180)/(0.4*math.pi)
lon = (x-W/2)*360/W
# TODO 最终需要确认经纬度保留小数点后几位
lonlat_coordinate.append((round(lon,8),round(lat,8)))
return lonlat_coordinate
#读取数据文件
df=pd.read_csv('village.DAT',header=None,encoding='utf-8',delimiter=' ') #delimiter=' '代表分隔符是空格
df.to_csv('village.DAT',header=None,encoding='utf-8',sep=' ')
#取一下经纬度的数据
x_data=df.iloc[:,2] #对应第3列数据,即经度数据
y_data=df.iloc[:,3] #对应第4列数据,即纬度数据
#调用经纬度转化为xy坐标方法,直接输出转换后的xy坐标
xy_data=millerToXY(x_data,y_data)
xy_data #直接输出
#调用xy坐标转化为经纬度方法,输出经纬度
print(xy_to_coor(31327850,8251850)) #这里直接随机给了一个xy坐标参数
问题:把经纬度坐标转换为xy平面坐标后,我们会发现新坐标的数值变得非常大,比如(31327850,8251850),这非常不利于我们的可视化过程,比如把各点在一个坐标系上标注出来,那怎么解决呢?
常见的解决方案:我们可以根据原来的经纬度,找一个和所有点靠的比较近,能在一张图上的点,以这个点作为原点,重新建立一个平面的直角坐标系,这样所有点的坐标都会比较好看,不会那么大,也不至于离原点太远。同时需注意这个新坐标原点的选择,可以尽量选在所有点的左下方,这样可以确保咱的坐标都是正数,方便后面分析~
import math
import pandas as pd
#方法:以一个新点为原点,重新建立坐标系,输出各点新坐标
def xyToNew(lon, lat):
xy_coordinate = []
#这里给下坐标原点,我是随机选的,使得所有点的坐标都为正,且尽量大于1
x0=31327850
y0=8251850
for x, y in zip(lon, lat):
x = x-x0
y = y-y0
xy_coordinate.append((int(round(x)), int(round(y))))
return xy_coordinate
#读取转换成平面坐标后的坐标文件
df=pd.read_csv('xymile.txt',header=None,encoding='utf-8',delimiter=' ')
df.to_csv('xymile.txt',header=None,encoding='utf-8',sep=' ')
#df #可以打印下看看这个df数据有啥
#取一下xy平面坐标系上xy的数据
x_data=df.iloc[:,0] #对应第1列,即x
y_data=df.iloc[:,1] #对应第2列,即y
#调用转换坐标的方法
xy_data=xyToNew(x_data,y_data)
xy_data #直接输出坐标
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