七参数坐标转换Python
时间: 2023-12-25 22:28:35 浏览: 304
七参数坐标转换是地理信息系统中常用的一种坐标转换方法,可以将不同坐标系下的坐标进行转换。下面是一个使用Python实现七参数坐标转换的例子:
```python
import numpy as np
def seven_param_transform(x, y, z, dx, dy, dz, rx, ry, rz, k):
"""
七参数坐标转换
:param x: 待转换点的x坐标
:param y: 待转换点的y坐标
:param z: 待转换点的z坐标
:param dx: 三个位移参数之一
:param dy: 三个位移参数之一
:param dz: 三个位移参数之一
:param rx: 三个旋转参数之一,单位为秒
:param ry: 三个旋转参数之一,单位为秒
:param rz: 三个旋转参数之一,单位为秒
:param k: 尺度参数,即缩放因子
:return: 转换后的坐标
"""
# 将旋转参数转换为弧度
rx = np.deg2rad(rx / 3600)
ry = np.deg2rad(ry / 3600)
rz = np.deg2rad(rz / 3600)
# 构造旋转矩阵
r_x = np.array([[1, 0, 0],
[0, np.cos(rx), np.sin(rx)],
[0, -np.sin(rx), np.cos(rx)]])
r_y = np.array([[np.cos(ry), 0, -np.sin(ry)],
[0, 1, 0],
[np.sin(ry), 0, np.cos(ry)]])
r_z = np.array([[np.cos(rz), np.sin(rz), 0],
[-np.sin(rz), np.cos(rz), 0],
[0, 0, 1]])
r = np.dot(np.dot(r_x, r_y), r_z)
# 构造七参数矩阵
p = np.array([dx, dy, dz])
k = np.array([[k, 0, 0],
[0, k, 0],
[0, 0, k]])
m = np.vstack((np.hstack((r, p.reshape(3, 1))),
np.array([0, 0, 0, 1])))
# 构造待转换点的齐次坐标
p = np.array([x, y, z, 1])
# 进行坐标转换
p_new = np.dot(m, p)
# 返回转换后的坐标
return p_new[:3]
# 示例
x, y, z = 100, 200, 300
dx, dy, dz = 1, 2, 3
rx, ry, rz = 10, 20, 30
k = 1.1
p_new = seven_param_transform(x, y, z, dx, dy, dz, rx, ry, rz, k)
print(p_new)
```
上述代码中,`seven_param_transform`函数接受待转换点的坐标以及七个参数,返回转换后的坐标。其中,旋转参数需要先转换为弧度,然后构造旋转矩阵;位移参数和尺度参数构造七参数矩阵;待转换点的坐标构造齐次坐标,然后进行矩阵乘法得到转换后的坐标。
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