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
时间: 2024-03-22 21:39:59 浏览: 56
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:
```python
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
def main():
"""主函数"""
# 输入原坐标和目标坐标
x1 = np.array([0, 2, 4, 6, 8])
y1 = np.array([0, 1, 2, 3, 4])
x2 = np.array([1, 3, 5, 7, 9])
y2 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
# 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
print("四参数相似变换模型参数:a={:.6f}, b={:.6f}, tx={:.6f}, ty={:.6f}".format(a, b, tx, ty))
print("平均误差:{:.6f}".format(mean_error))
if __name__ == '__main__':
main()
```
这个程序使用了numpy库来进行矩阵计算。程序的主要步骤如下:
1. 输入原坐标和目标坐标。
2. 根据原坐标和目标坐标建立四参数相似变换模型的误差方程式,并使用最小二乘法求解模型参数。
3. 对原坐标进行变换,并计算变换后的坐标与目标坐标之间的误差。
4. 输出四参数相似变换模型的参数和平均误差。
程序中的similarity_transform函数实现了四参数相似变换模型的计算,main函数是程序的主函数,用于输入坐标、求解模型、进行变换和输出结果。
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。
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