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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 () All rights reserved by tianyuningmouFILE: Coord_Transform.pyAUTHOR: tianyuningmouDATE CREATED: @Time : /1/12 上午10:29DESCRIPTION: .VERSION: : #1 $CHANGED By: : tianyuningmou $CHANGE: : $MODIFIED: : @Time : /1/12 上午10:29"""import hashlibfrom urllib import parseimport mathimport requestsx_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0# 圆周率πpi = 3.1415926535897932384626# 长半轴长度a = 6378245.0# 地球的角离心率ee = 0.00669342162296594323# 矫正参数interval = 0.000001class BD_Geocoding:# 基于百度地理编码的sn验证方式，IP白名单验证方式在个人管理页面添加IP即可def __init__(self, ak, sk):self.ak = akself.sk = skdef baidu_geocode(self, address):"""利用百度geocoding服务解析地址获取位置坐标:param address:需要解析的地址:return:"""url = 'http://api.'queryStr = '/geocoder/v2/?address={address}&output=json&ak={ak}'.format(address=address, ak=self.ak)encodeStr = parse.quote(queryStr, safe="/:=&?#+!$,;'@()*[]")rawStr = encodeStr + self.sksn = 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 resultdef 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) + 0.0065bd_lat = z * math.sin(theta) + 0.006return [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 - 0.0065y = bd_lat - 0.006z = 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, latdlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)dlat = _transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)radlat = lat / 180.0 * pimagic = math.sin(radlat)magic = 1 - ee * magic * magicsqrtmagic = 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 + dlnggclat = lat + dlatreturn [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, latdlng = _transformlng(lng - 105.0, lat - 35.0)dlat = _transformlat(lng - 105.0, lat - 35.0)radlat = lat / 180.0 * pimagic = math.sin(radlat)magic = 1 - ee * magic * magicsqrtmagic = 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 + dlngwgslat = lat + dlat#新加误差矫正部分corrent_list = wgs84_to_gcj02(wgslng, wgslat)clng = corrent_list[0]-lngclat = corrent_list[1]-latdis = math.sqrt(clng*clng + clat*clat)while dis > interval:clng = clng/2clat = clat/2wgslng = wgslng - clngwgslat = wgslat - clatcorrent_list = wgs84_to_gcj02(wgslng, wgslat)cclng = corrent_list[0] - lngcclat = corrent_list[1] - latdis = math.sqrt(cclng*cclng + cclat*cclat)clng = clng if math.fabs(clng) > math.fabs(cclng) else cclngclat = clat if math.fabs(clat) > math.fabs(cclat) else cclatreturn [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 / 3.0ret += (20.0 * math.sin(lat * pi) + 40.0 *math.sin(lat / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0ret += (160.0 * math.sin(lat / 12.0 * pi) + 320 *math.sin(lat * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0return retdef _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 / 3.0ret += (20.0 * math.sin(lng * pi) + 40.0 *math.sin(lng / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0ret += (150.0 * math.sin(lng / 12.0 * pi) + 300.0 *math.sin(lng / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0return retdef 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 requestsimport Coord_Transform as ctKEY = "" #高德地图APIdef 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('/v3/config/district?parameters', params=parameters)data = r.json()['districts'][0]['polyline']return data