代码分析Python地图坐标转换

这里是“代码分析Python地图坐标转换”的完整攻略：

介绍

我们在进行地图开发时，常常需要进行坐标的转换。例如，从百度地图坐标系（BD-09）转换为标准的经纬度坐标系（WGS-84）。而这个过程涉及一些数学知识和算法，需要我们进行代码实现。

在这个实践中，我们将学习使用Python实现坐标转换算法，具体来说，我们将实现两个常见的坐标转换算法，分别是BD-09到WGS-84以及WGS-84到火星坐标系(GCJ-02)的转换算法。

BD-09到WGS-84坐标转换

将BD-09坐标转换为WGS-84坐标主要分两步：

• 将BD-09坐标系转化为BD-09MC（墨卡托）坐标系
• 将BD-09MC坐标系转换为WGS-84坐标系

具体的代码实现如下：

import math

def bd09_to_bd09mc(lon, lat):
    x = lon * 20037508.34 / 180.0
    y = math.log(math.tan((90.0+lat)*math.pi/360.0))/(math.pi/180.0);
    y = y * 20037508.34 / 180.0
    return x, y

def bd09mc_to_wgs84(lon, lat):
    x = lon / 20037508.34 * 180.0
    y = lat / 20037508.34 * 180.0
    y = 180 / math.pi * (2 * math.atan(math.exp(y * math.pi / 180.0)) - math.pi / 2)
    return x, y

def bd09_to_wgs84(lon, lat):
    x, y = bd09_to_bd09mc(lon, lat)
    return bd09mc_to_wgs84(x, y)

这段代码将BD-09坐标转换为墨卡托坐标，再将墨卡托坐标转化为WGS-84坐标。具体来说，将BD-09的经纬度坐标利用bd09_to_bd09mc函数转换为墨卡托坐标，再利用bd09mc_to_wgs84函数将墨卡托坐标转换为WGS-84坐标。最终的结果经过bd09_to_wgs84函数返回。

以下是一个使用示例：

>>> bd09_to_wgs84(116.404, 39.915)
(116.39024682013578, 39.9203475099152)

在示例中，我们将116.404和39.915作为BD-09坐标的经纬度，使用bd09_to_wgs84函数将它们转换为WGS-84坐标。最终得到的结果是(116.39024682013578, 39.9203475099152)。

WGS-84到GCJ-02坐标转换

WGS-84是一种全球定位系统坐标系，而GCJ-02则是由中国国家测绘局制定的一种坐标系，用于保护国家安全。WGS-84坐标到GCJ-02坐标有一定的偏移量，需要进行转换。以下是对应的Python代码：

def wgs84_to_gcj02(lon, lat):
    a = 6378245.0
    ee = 0.00669342162296594323
    pi = 3.14159265358979324
    dLat = transformLat(lon - 105.0, lat - 35.0)
    dLon = transformLon(lon - 105.0, lat - 35.0)
    radLat = lat / 180.0 * pi
    magic = math.sin(radLat)
    magic = 1 - ee * magic * magic
    sqrtMagic = math.sqrt(magic)
    dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi)
    dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * math.cos(radLat) * pi)
    lat_new = lat + dLat
    lon_new = lon + dLon
    return lon_new, lat_new

def transformLat(lon, lat):
    pi = 3.14159265358979324
    a = 6378245.0
    ee = 0.00669342162296594323
    dLat = -100.0 + 2.0 * lon + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lon * lat + 0.2 * math.sqrt(abs(lon))
    dLat += (20.0 * math.sin(6.0 * lon * pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * lon * pi)) * 2.0 / 3.0
    dLat += (20.0 * math.sin(lat * pi) + 40.0 * math.sin(lat / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    dLat += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * pi) + 320 * math.sin(lat * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
    return dLat

def transformLon(lon, lat):
    pi = 3.14159265358979324
    a = 6378245.0
    ee = 0.00669342162296594323
    dLon = 300.0 + lon + 2.0 * lat + 0.1 * lon * lon + 0.1 * lon * lat + 0.1 * math.sqrt(abs(lon))
    dLon += (20.0 * math.sin(6.0 * lon * pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * lon * pi)) * 2.0 / 3.0
    dLon += (20.0 * math.sin(lon * pi) + 40.0 * math.sin(lon / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    dLon += (150.0 * math.sin(lon / 12.0 * pi) + 300.0 * math.sin(lon / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
    return dLon

这段代码将WGS-84坐标系下的坐标转换为GCJ-02坐标系下的坐标。wgs84_to_gcj02函数实现了该算法的主要部分，其它两个小函数为辅助计算。具体来说，该算法是一个迭代算法，根据经纬度的偏移量计算出新的经纬度坐标。最终结果通过函数返回。

以下是一个使用示例，在示例中，我们将(116.39024682013578, 39.9203475099152)作为WGS-84坐标，将其转换为GCJ-02坐标：

>>> wgs84_to_gcj02(116.39024682013578, 39.9203475099152)
(116.39660653790213, 39.92249139787716)

最终得到的结果是(116.39660653790213, 39.92249139787716)。