用python编写一个基于四参数相似变换模型的二维平面直角坐标转换的应用程序且输出完整代码,要求功能齐全且能正常使用,页面简洁大方
时间: 2024-03-22 17:40:00 浏览: 61
好的,下面是一个基于四参数相似变换模型的二维平面直角坐标转换的Python应用程序的完整代码,同时也加入了一个简单的GUI界面:
```python
import tkinter as tk
from tkinter import filedialog
import numpy as np
def similarity_transform(x, y, a, b, tx, ty):
"""四参数相似变换模型"""
x_new = a * x - b * y + tx
y_new = b * x + a * y + ty
return x_new, y_new
class Application(tk.Frame):
def __init__(self, master=None):
super().__init__(master)
self.master = master
self.pack()
self.create_widgets()
def create_widgets(self):
# 创建选择文件按钮和文件名标签
self.select_file_button = tk.Button(self, text="选择文件", command=self.select_file)
self.select_file_button.grid(row=0, column=0)
self.file_name_label = tk.Label(self)
self.file_name_label.grid(row=0, column=1)
# 创建输入框和标签
self.a_entry = tk.Entry(self)
self.a_entry.grid(row=1, column=1)
self.b_entry = tk.Entry(self)
self.b_entry.grid(row=2, column=1)
self.tx_entry = tk.Entry(self)
self.tx_entry.grid(row=3, column=1)
self.ty_entry = tk.Entry(self)
self.ty_entry.grid(row=4, column=1)
self.a_label = tk.Label(self, text="a")
self.a_label.grid(row=1, column=0)
self.b_label = tk.Label(self, text="b")
self.b_label.grid(row=2, column=0)
self.tx_label = tk.Label(self, text="tx")
self.tx_label.grid(row=3, column=0)
self.ty_label = tk.Label(self, text="ty")
self.ty_label.grid(row=4, column=0)
# 创建计算按钮
self.calculate_button = tk.Button(self, text="计算", command=self.calculate)
self.calculate_button.grid(row=5, column=0, columnspan=2)
# 创建输出框和标签
self.output_text = tk.Text(self, height=10)
self.output_text.grid(row=6, column=0, columnspan=2)
self.output_label = tk.Label(self, text="输出结果")
self.output_label.grid(row=7, column=0, sticky=tk.W)
def select_file(self):
"""选择文件并显示文件名"""
file_name = filedialog.askopenfilename()
self.file_name_label.config(text=file_name)
def calculate(self):
"""计算四参数相似变换模型并输出结果"""
# 读取输入数据
file_name = self.file_name_label.cget("text")
if not file_name:
self.output_text.delete(1.0, tk.END)
self.output_text.insert(tk.END, "请选择文件!")
return
try:
data = np.loadtxt(file_name)
except:
self.output_text.delete(1.0, tk.END)
self.output_text.insert(tk.END, "文件格式错误!")
return
x1 = data[:, 0]
y1 = data[:, 1]
x2 = data[:, 2]
y2 = data[:, 3]
# 求解四参数相似变换模型
A = np.vstack([x1, -y1, np.ones(len(x1)), np.zeros(len(x1))]).T
B = np.vstack([y1, x1, np.zeros(len(x1)), np.ones(len(x1))]).T
X = np.vstack([A, B])
Y = np.concatenate([x2, y2])
a, b, tx, ty = np.linalg.lstsq(X, Y, rcond=None)[0]
# 对原坐标进行变换
x1_new, y1_new = similarity_transform(x1, y1, a, b, tx, ty)
# 计算误差
error = np.sqrt((x2 - x1_new) ** 2 + (y2 - y1_new) ** 2)
mean_error = np.mean(error)
# 输出结果
self.output_text.delete(1.0, tk.END)
self.output_text.insert(tk.END, "四参数相似变换模型参数:\n")
self.output_text.insert(tk.END, "a={:.6f}, b={:.6f}, tx={:.6f}, ty={:.6f}\n".format(a, b, tx, ty))
self.output_text.insert(tk.END, "平均误差:{:.6f}".format(mean_error))
if __name__ == '__main__':
root = tk.Tk()
app = Application(master=root)
app.mainloop()
```
这个程序使用了tkinter库来创建GUI界面,并使用了numpy库来进行矩阵计算。程序的主要步骤如下:
1. 创建GUI界面,包括选择文件按钮、文件名标签、四个输入框和标签、计算按钮、输出框和标签。
2. 当用户点击选择文件按钮时,弹出文件选择对话框,用户选择文件后显示文件名。
3. 当用户点击计算按钮时,读取输入数据,求解四参数相似变换模型并对原坐标进行变换,计算误差并输出结果。
4. 输出结果到输出框。
程序中的similarity_transform函数实现了四参数相似变换模型的计算,Application类是程序的主类,用于创建GUI界面和实现计算功能。
希望这个程序能够帮助您完成二维平面直角坐标转换的应用,同时也能够满足您的界面要求。
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