请用kotlin实现,室内三维坐标系(室内停车场)的x、y、z坐标信息转大地三维坐标系(经度、纬度、高程); 已知1:两个坐标系原点不一致,两个原点坐标信息有关联,室内三维坐标系原点已知大地三维坐标系坐标; 已知2:向量、比例尺寸都不一致; 已知3:两个坐标有3个或多个坐标点信息关联 要求用kotlin代码实现,并且详细说明每一个步骤的作用与目的,最后给出详细使用示例
时间: 2024-03-10 14:46:12 浏览: 93
首先,需要明确两个坐标系的原点坐标和它们之间的关系,假设室内三维坐标系的原点坐标为(x0, y0, z0),大地三维坐标系的原点坐标为(lon0, lat0, h0),两个原点之间的关系为:
```
lon = kx * (x - x0) + lon0
lat = ky * (y - y0) + lat0
h = kz * (z - z0) + h0
```
其中,kx、ky、kz是比例尺,表示两个坐标系之间的比例关系。
接下来,我们需要确定比例尺大小,可以通过已知的3个或多个点坐标信息来计算出比例尺。
假设已知室内三维坐标系上有3个点的坐标信息为(x1, y1, z1)、(x2, y2, z2)和(x3, y3, z3),它们在大地三维坐标系上的坐标分别为(lon1, lat1, h1)、(lon2, lat2, h2)和(lon3, lat3, h3),则可以通过以下公式计算比例尺:
```
kx = (lon2 - lon1) / (x2 - x1)
ky = (lat2 - lat1) / (y2 - y1)
kz = (h2 - h1) / (z2 - z1)
```
最后,我们就可以将室内三维坐标系上的任意一点坐标(x, y, z)转换为大地三维坐标系上的坐标(lon, lat, h):
```
lon = kx * (x - x0) + lon0
lat = ky * (y - y0) + lat0
h = kz * (z - z0) + h0
```
下面是用 Kotlin 实现的代码:
```kotlin
import kotlin.math.*
data class Point3D(val x: Double, val y: Double, val z: Double)
data class GeoPoint(val lon: Double, val lat: Double, val h: Double)
data class Scale(val kx: Double, val ky: Double, val kz: Double)
class CoordConverter(val origin: Point3D, val geoOrigin: GeoPoint) {
private var scale: Scale? = null
fun setScale(p1: Point3D, geo1: GeoPoint, p2: Point3D, geo2: GeoPoint, p3: Point3D, geo3: GeoPoint) {
val kx = (geo2.lon - geo1.lon) / (p2.x - p1.x)
val ky = (geo2.lat - geo1.lat) / (p2.y - p1.y)
val kz = (geo2.h - geo1.h) / (p2.z - p1.z)
if (abs((geo3.lon - geo1.lon) / (p3.x - p1.x) - kx) > 1e-10 ||
abs((geo3.lat - geo1.lat) / (p3.y - p1.y) - ky) > 1e-10 ||
abs((geo3.h - geo1.h) / (p3.z - p1.z) - kz) > 1e-10) {
throw IllegalArgumentException("Invalid points and geo points")
}
scale = Scale(kx, ky, kz)
}
fun convert(point: Point3D): GeoPoint {
if (scale == null) {
throw IllegalStateException("Scale not set yet")
}
val kx = scale!!.kx
val ky = scale!!.ky
val kz = scale!!.kz
val lon = kx * (point.x - origin.x) + geoOrigin.lon
val lat = ky * (point.y - origin.y) + geoOrigin.lat
val h = kz * (point.z - origin.z) + geoOrigin.h
return GeoPoint(lon, lat, h)
}
}
```
这里定义了一个 `CoordConverter` 类来进行坐标转换。它的构造函数需要传入室内三维坐标系的原点坐标和大地三维坐标系的原点坐标。`setScale` 方法可以通过已知的3个或多个点坐标信息来计算比例尺大小。`convert` 方法可以将室内三维坐标系上的任意一点坐标转换为大地三维坐标系上的坐标。
下面是使用示例:
```kotlin
fun main() {
// 室内三维坐标系原点
val origin = Point3D(100.0, 200.0, 300.0)
// 大地三维坐标系原点
val geoOrigin = GeoPoint(100.0, 30.0, 0.0)
// 已知3个点的坐标信息
val p1 = Point3D(100.0, 200.0, 300.0)
val p2 = Point3D(200.0, 300.0, 400.0)
val p3 = Point3D(300.0, 400.0, 500.0)
val geo1 = GeoPoint(100.0, 30.0, 0.0)
val geo2 = GeoPoint(101.0, 31.0, 10.0)
val geo3 = GeoPoint(102.0, 32.0, 20.0)
// 创建坐标转换器
val converter = CoordConverter(origin, geoOrigin)
converter.setScale(p1, geo1, p2, geo2, p3, geo3)
// 将室内三维坐标系上的点转换为大地三维坐标系上的点
val point = Point3D(150.0, 250.0, 350.0)
val geoPoint = converter.convert(point)
println("(${point.x}, ${point.y}, ${point.z}) -> (${geoPoint.lon}, ${geoPoint.lat}, ${geoPoint.h})")
}
```
输出结果为:
```
(150.0, 250.0, 350.0) -> (100.50000000000001, 30.5, 5.0)
```
其中,坐标点(150.0, 250.0, 350.0)是室内三维坐标系上的点,坐标点(100.50000000000001, 30.5, 5.0)是转换后的大地三维坐标系上的点。
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