Python 实现 GCJ02 坐标转换为 WGS84 坐标
随着科技的进步，GPS 技术已经广泛应用于各个领域，包括导航、地图绘制及地理信息系统等。在中国，由于政策原因，实际使用的 GPS 坐标系统与国际通用的 WGS84 坐标系统不同，特别是在一些地图应用中，使用的是 GCJ02（国测局坐标系）坐标，这就需要将 GCJ02 坐标转换为 WGS84 坐标，以便于进行更为广泛的使用。
坐标系统简介
WGS84 坐标系
WGS84 是 GPS 系统所使用的全球标准地理坐标系统。它通过经度和纬度来表示地球上的任意一点，具有全球适用性和较高的精度。
GCJ02 坐标系
GCJ02 是中国国家测绘局制定的坐标系统，通常被称为“火星坐标”。由于中国政府的地理信息保护政策，GCJ02 会对 WGS84 坐标进行偏移和加密，导致两者坐标不一致。
为什么需要转换？
在中国国内，很多应用程序和地图服务（如高德、百度地图）都是基于 GCJ02 坐标系的。因此，当开发者需要在这些平台上展示 WGS84 坐标所表示的位置时，就必须进行坐标转换。
Python 代码示例
接下来，我们将实现一个简单的 Python 函数，用于将 GCJ02 坐标转换为 WGS84 坐标。
import math
def gcj02_to_wgs84(lat, lon):
"""
将 GCJ02 坐标转换为 WGS84 坐标.
:param lat: GCJ02 纬度
:param lon: GCJ02 经度
:return: WGS84 纬度和经度
"""
# 偏差值
if out_of_china(lat, lon):
return lat, lon
dlat = _transform_lat(lon - 105.0, lat - 35.0)
dlon = _transform_lon(lon - 105.0, lat - 35.0)
radlat = lat / 180.0 * math.pi
magic = math.sin(radlat)
magic = 1 - 0.006693421622965943 * magic * magic
sqrt_magic = math.sqrt(magic)
dlat = (dlat * 180.0) / ((6378245 * (1 - 0.006693421622965943)) / (magic * sqrt_magic) * math.pi)
dlon = (dlon * 180.0) / (6378245 / sqrt_magic * math.cos(radlat) * math.pi)
lat = lat - dlat
lon = lon - dlon
return lat, lon
def _transform_lat(x, y):
# 应用偏移计算
ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * math.sqrt(abs(x))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * x * math.pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * x * math.pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(y * math.pi) + 40.0 * math.sin(y / 3.0 * math.pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (160.0 * math.sin(y / 12.0 * math.pi) + 320.0 * math.sin(y * math.pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0
return ret
def _transform_lon(x, y):
# 应用偏移计算
ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * math.sqrt(abs(x))
ret += (20.0 * math.sin(6.0 * x * math.pi) + 20.0 * math.sin(2.0 * x * math.pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (20.0 * math.sin(x * math.pi) + 40.0 * math.sin(x / 3.0 * math.pi)) * 2.0 / 3.0
ret += (150.0 * math.sin(x / 12.0 * math.pi) + 300.0 * math.sin(x / 30.0 * math.pi)) * 2.0 / 3.0
return ret
def out_of_china(lat, lon):
# 检查坐标是否在中国境外
if (lon < 72.004 or lon > 137.8347) or (lat < 0.8293 or lat > 55.8271):
return True
return False
如何使用
以上代码实现了 GCJ02 到 WGS84 的转换函数 gcj02_to_wgs84，你只需传入 GCJ02 坐标的纬度和经度，便可以获得对应的 WGS84 坐标。例如：
# 示例使用
gcj02_lat = 34.341568
gcj02_lon = 108.940174
wgs84_lat, wgs84_lon = gcj02_to_wgs84(gcj02_lat, gcj02_lon)
print(f"WGS84 坐标: 纬度 {wgs84_lat}, 经度 {wgs84_lon}")
状态图
下面是状态图，描述了坐标转换的过程。
stateDiagram
[*] --> 输入GCJ02坐标
输入GCJ02坐标 --> 判断是否在中国境外
判断是否在中国境外 --> 是: [*]
判断是否在中国境外 --> 否: 偏移计算
偏移计算 --> 返回WGS84坐标
返回WGS84坐标 --> [*]
关系图
下面是关系图，概述了 GCJ02 和 WGS84 坐标系统之间的关系。
erDiagram
GCJ02 {
string lat "纬度"
string lon "经度"
}
WGS84 {
string lat "纬度"
string lon "经度"
}
GCJ02 ||--|| WGS84 : 转换
结论
通过本文的讲解，我们了解了 GCJ02 和 WGS84 坐标系统的基本概念以及它们之间的转换关系，同时提供了用 Python 实现坐标转换的示例代码。当开发者需要在中国境内使用 GPS 技术时，掌握坐标转换是非常重要的。本示例中的代码可根据具体需要灵活修改，帮助满足不同的应用场景。希望这篇文章能对了解坐标转换及其实现有所帮助！
