POI高德坐标转WGS84，以及地图加偏相关背景介绍

因为下载的高德POI数据，相比WGS84是有一定的坐标偏移，因此需要进行校正一下。
首先，文件夹是这样的：

CSV文件格式为：

代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*- 
import pandas as pd
import json
import math
import os
import csv

## 转换函数：

x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0
pi = 3.1415926535897932384626  # π
a = 6378245.0  # 长半轴
ee = 0.00669342162296594323  # 扁率

def gcj02towgs84(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:
    """
    if out_of_china(lng, lat):
        return lng, lat
    dlat = transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)
    dlng = transformlng(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)
    mglat = lat + dlat
    mglng = lng + dlng
    return [lng * 2 - mglng, lat * 2 - mglat]

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:
    """
    if lng < 72.004 or lng > 137.8347:
        return True
    if lat < 0.8293 or lat > 55.8271:
        return True
    return False

# 主程序：

from tqdm._tqdm_notebook import tnrange

if __name__ == '__main__':
    filepath = 'E:\\手机信令数据\\乌鲁木齐\\POI\\POI84\\'
    files=os.listdir(filepath)
    lenfile=len(files)
    
    for i in tnrange(0,lenfile):
        poifile=filepath+'\\'+files[i]
        print(files[i])
        
#         if not os.path.exists(path):
#             os.mkdir(path)
        poifile84=filepath+str(files[i]).split('.')[0]+'_84.csv'
        pd_poifile=pd.read_csv(poifile,encoding='gb18030')
        with open(poifile84,"w",newline="") as file:
            print(file)
            writter = csv.writer(file)
            writter.writerow(["经度_84", "纬度_84", "名称"])
            for index,row in pd_poifile.iterrows():
                i = gcj02towgs84(row["lon"],row["lat"])
                writter.writerow([i[0],i[1],row["name"]])
            file.close()
        print("坐标转换完毕")

地图介绍

（1）天地图：CGCS2000，2000国家大地坐标系；我们其实很多时候直接用WGS84的坐标来代替CGCS2000坐标。因为CGCS2000的定义与WGS84实质一样。采用的参考椭球非常接近。扁率差异引起椭球面上的纬度和高度变化最大达0.1mm。当前测量精度范围内，可以忽略这点差异。可以说两者相容至cm级水平，但若一点的坐标精度达不到cm水平，则不认为CGCS2000和WGS84的坐标是相容的。

（2）百度地图：bd09II坐标。首先了解一下火星坐标，它是在国际标准坐标WGS-84上进行的一次加密，由于国内的电子地图都要至少使用火星坐标进行一次加密，百度直接就任性一些，直接自己又研究了一套加密算法，来了个二次加密，这就是我们所熟知的百度坐标(BD-09)。

（3）高德地图：gcj02坐标，也称为火星坐标。火星坐标是国家测绘局为了国家安全在原始坐标的基础上进行偏移得到的坐标，基本国内的电子地图、导航设备都是采用的这一坐标系或在这一坐标的基础上进行二次加密得到的。

（4）一些注意点：非专业人士，对于墨卡托投影坐标和经纬度坐标可以理解为一个是平面坐标一个是球面坐标。还有用wgs84坐标系的一些地图，比如： osm、谷歌、arcgisonline等。

地球坐标系(WGS-84)转火星坐标系(GCJ)

    static double pi = 3.14159265358979324;
    static double a = 6378245.0;
    static double ee = 0.00669342162296594323;
 
    //地球坐标系(WGS-84)转火星坐标系(GCJ)：
    /*判断是否在国内，不在国内则不做偏移*/
    static boolean outOfChina(double lon, double lat) {
        if ((lon < 72.004 || lon > 137.8347) && (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
 
    static double transformLat(double x, double y) {
        double ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(y * pi) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * pi) + 320 * Math.sin(y * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }
 
    static double transformLon(double x, double y) {
        double ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(x * pi) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * pi) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }
 
    public static LatLng transform(double wgLat, double wgLon) {
        LatLng mars_point = new LatLng(0, 0);
        if (outOfChina(wgLon, wgLat)) {
            mars_point = new LatLng(wgLat, wgLon);
            return mars_point;
        }
        double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
        double radLat = wgLat / 180.0 * pi;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi);
        dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * pi);
        mars_point = new LatLng(wgLat + dLat, wgLon + dLon);
        return mars_point;
    }

火星坐标系GCJ02转地球坐标系WGS84：

static double PI = 3.14159265358979324;
 
    public static LatLng transformGCJ2WGS(double gcjLat, double gcjLon) {
        LatLng d = deltas(gcjLat, gcjLon);
        LatLng mars_point = new LatLng(gcjLat - d.latitude, gcjLon - d.longitude);
        return mars_point;
    }
 
    static LatLng deltas(double lat, double lon) {
        double a = 6378245.0;//  a: 卫星椭球坐标投影到平面地图坐标系的投影因子。
        double ee = 0.00669342162296594323; //  ee: 椭球的偏心率。
        double dLat = transformLats(lon - 105.0, lat - 35.0);
        double dLon = transformLons(lon - 105.0, lat - 35.0);
        double radLat = lat / 180.0 * PI;
        double magic = Math.sin(radLat);
        magic = 1 - ee * magic * magic;
        double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
        dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
        dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.cos(radLat) * PI);
        LatLng mars_point = new LatLng(dLat, dLon);
        return mars_point;
    }
 
    static double transformLats(double x, double y) {
        double ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(y * PI) + 40.0 * Math.sin(y / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (160.0 * Math.sin(y / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(y * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }
 
    static double transformLons(double x, double y) {
        double ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(x));
        ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * x * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * x * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (20.0 * Math.sin(x * PI) + 40.0 * Math.sin(x / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        ret += (150.0 * Math.sin(x / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(x / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
        return ret;
    }

如何解决坐标偏移坐标变换