python 高德/百度/腾讯/谷歌API 与WGS84坐标互转（BD09/GCJ02/WGS84）
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这篇专栏其实是用来计算S2空间索引的被覆盖城市区域轮廓的提取，本文将以高德API获取城市轮廓并转到WGS84坐标系统为任务导向进行code为示例：
坐标转换函数模块
（是我在github找的，开源万岁！）WGS84,火星坐标系，GCJ02坐标系统之间的转换
"""
Copyright () 2018
All rights reserved by tianyuningmou
FILE: Coord_Transform.py
AUTHOR: tianyuningmou
DATE CREATED: @Time : 2018/1/12 上午10:29
DESCRIPTION: .
VERSION: : #1 $
CHANGED By: : tianyuningmou $
CHANGE: : $
MODIFIED: : @Time : 2018/1/12 上午10:29
"""
import hashlib
from urllib import parse
import math
import requests
x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0
# 圆周率π
pi = 3.1415926535897932384626
# 长半轴长度
a = 6378245.0
# 地球的角离心率
ee = 0.00669342162296594323
# 矫正参数
interval = 0.000001
class BD_Geocoding:
# 基于百度地理编码的sn验证方式，IP白名单验证方式在个人管理页面添加IP即可
def __init__(self, ak, sk):
self.ak = ak
self.sk = sk
def baidu_geocode(self, address):
"""
利用百度geocoding服务解析地址获取位置坐标
:param address:需要解析的地址
:return:
"""
url = 'http://api.map.baidu.com'
queryStr = '/geocoder/v2/?address={address}&output=json&ak={ak}'.format(address=address, ak=self.ak)
encodeStr = parse.quote(queryStr, safe="/:=&?#+!$,;'@()*[]")
rawStr = encodeStr + self.sk
sn = hashlib.md5(parse.quote_plus(rawStr).encode(encoding='utf-8')).hexdigest()
try:
response = requests.get(url + queryStr + '&sn={sn}'.format(sn=sn)).json()
location = response['result']['location']
lng = location['lng']
lat = location['lat']
return [lng, lat]
except:
result = ['0', '0']
return result
def gcj02_to_bd09(lng, lat):
"""
火星坐标系(GCJ-02)转百度坐标系(BD-09)：谷歌、高德——>百度
:param lng:火星坐标经度
:param lat:火星坐标纬度
:return:列表返回
"""
z = math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * math.sin(lat * x_pi)
theta = math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * math.cos(lng * x_pi)
bd_lng = z * math.cos(theta) + 0.0065
bd_lat = z * math.sin(theta) + 0.006
return [bd_lng, bd_lat]
def bd09_to_gcj02(bd_lon, bd_lat):
"""
百度坐标系(BD-09)转火星坐标系(GCJ-02)：百度——>谷歌、高德
:param bd_lat:百度坐标纬度
:param bd_lon:百度坐标经度
:return:列表返回
"""
x = bd_lon - 0.0065
y = bd_lat - 0.006
z = math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * math.sin(y * x_pi)
theta = math.atan2(y, x) - 0.000003 * math.cos(x * x_pi)
gc_lng = z * math.cos(theta)
gc_lat = z * math.sin(theta)
return [gc_lng, gc_lat]
def wgs84_to_gcj02(lng, lat):
"""
WGS84转GCJ02(火星坐标系)
:param lng:WGS84坐标系的经度
:param lat:WGS84坐标系的纬度
:return:列表返回
"""
# 判断是否在国内
if out_of_china(lng, lat):
return lng, lat
dlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlat = _transformlat(lng - 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)
dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
gclng = lng + dlng
gclat = lat + dlat
return [gclng, gclat]
def gcj02_to_wgs84(lng, lat):
"""
GCJ02(火星坐标系)转GPS84
:param lng:火星坐标系的经度
:param lat:火星坐标系纬度
:return:列表返回
"""
# 判断是否在国内
if out_of_china(lng, lat):
return lng, lat
dlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)
dlat = _transformlat(lng - 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)
dlng = (dlng * 180.0) / (a / sqrtmagic * math.cos(radlat) * pi)
wgslng = lng + dlng
wgslat = lat + dlat
#新加误差矫正部分
corrent_list = wgs84_to_gcj02(wgslng, wgslat)
clng = corrent_list[0]-lng
clat = corrent_list[1]-lat
dis = math.sqrt(clng*clng + clat*clat)
while dis > interval:
clng = clng/2
clat = clat/2
wgslng = wgslng - clng
wgslat = wgslat - clat
corrent_list = wgs84_to_gcj02(wgslng, wgslat)
cclng = corrent_list[0] - lng
cclat = corrent_list[1] - lat
dis = math.sqrt(cclng*cclng + cclat*cclat)
clng = clng if math.fabs(clng) > math.fabs(cclng) else cclng
clat = clat if math.fabs(clat) > math.fabs(cclat) else cclat
return [wgslng, wgslat]
def bd09_to_wgs84(bd_lon, bd_lat):
lon, lat = bd09_to_gcj02(bd_lon, bd_lat)
return gcj02_to_wgs84(lon, lat)
def wgs84_to_bd09(lon, lat):
lon, lat = wgs84_to_gcj02(lon, lat)
return gcj02_to_bd09(lon, lat)
def _transformlat(lng, lat):
ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + \
0.1 * lng * lat + 0.2 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 *
math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lat * pi) + 40.0 *
math.sin(lat / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * pi) + 320 *
math.sin(lat * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
return ret
def _transformlng(lng, lat):
ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + \
0.1 * lng * lat + 0.1 * math.sqrt(math.fabs(lng))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * lng * pi) + 20.0 *
math.sin(2.0 * lng * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(lng * pi) + 40.0 *
math.sin(lng / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (150.0 * math.sin(lng / 12.0 * pi) + 300.0 *
math.sin(lng / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0
return ret
def out_of_china(lng, lat):
"""
判断是否在国内，不在国内不做偏移
:param lng:
:param lat:
:return:
"""
return not (lng > 73.66 and lng < 135.05 and lat > 3.86 and lat < 53.55)
# if __name__ == '__main__':
# lng = 116.4889647
# lat = 39.9854645
# result1 = gcj02_to_bd09(lng, lat)
# result2 = bd09_to_gcj02(lng, lat)
# result3 = wgs84_to_gcj02(lng, lat)
# result4 = gcj02_to_wgs84(lng, lat)
# result5 = bd09_to_wgs84(lng, lat)
# result6 = wgs84_to_bd09(lng, lat)
#
# # 填写在百度生成应用时的ak和sk
# bd_geo = BD_Geocoding('ak', 'sk')
# result7 = bd_geo.baidu_geocode('北京市朝阳区宏源大厦')
# print(result1, result2, result3, result4, result5, result6, result7)
城市轮廓获取
ct模块指的是上述坐标转换的功能模块，需要在获取到城市轮廓json后，需要对其中的控制点进行转换，本示例以高德API为例进行检索示范。
import requests
import Coord_Transform as ct
KEY = "" #高德地图API
def district(cityname:str):
'''
根据输入条件快速查找特定行政区域信息
:param cityname: 城市名称
:return: 高德api放回的点坐标
'''
parameters = {
'key': KEY,
'keywords': cityname,
'subdistricts': 0,
'extensions': 'all'
}
r = requests.get('https://restapi.amap.com/v3/config/district?parameters', params=parameters)
data = r.json()['districts'][0]['polyline']
return data