Что такое единица измерения атрибута красивой формы?

11

Я делаю очень простой расчет длины полилинии, используя shapely:

from shapely.geometry import LineString
... 
xy_list = [map(float,e) for e in xy_intm]
line = LineString(xy_list)
s = '%s,%s,%s' % (fr,to,line.length)

Мои координаты в WGS84. Я не могу найти какую-либо информацию об атрибуте длины shapely. Какова единица измерения атрибута длины? Есть ли простой способ пересчета в км или метры?

LarsVegas
источник
Можете ли вы указать координаты и длину двух образцов?
Винс

Ответы:

13

Как красиво говорит Альфачано , расстояние - это евклидово расстояние или линейное расстояние между двумя точками на плоскости, а не расстояние по Большому кругу между двумя точками на сфере.

from shapely.geometry import Point
import math


point1 = Point(50.67,4.62)
point2 = Point(51.67, 4.64)

# Euclidean Distance
def Euclidean_distance(point1,point2):
     return math.sqrt((point2.x()-point1.x())**2 + (point2.y()-point1.y())**2)

print Euclidean_distance(point1,point2)
1.00019998 # distance in degrees (coordinates of the points in degrees)

# with Shapely
print point1.distance(point2)
1.0001999800039989 #distance in degrees (coordinates of the points in degrees)

Для расстояния по большому кругу вам необходимо использовать алгоритмы в качестве закона косинусов или формулы Хаверсайна (см. Почему закон косинусов более предпочтителен, чем хаверсин при расчете расстояния между двумя точками широты и долготы? ) Или использовать модуль pyproj, который выполняет геодезические расчеты.

# law of cosines
distance = math.acos(math.sin(math.radians(point1.y))*math.sin(math.radians(point2.y))+math.cos(math.radians(point1.y))*math.cos(math.radians(point2.y))*math.cos(math.radians(point2.x)-math.radians(point1.x)))*6371
print "{0:8.4f}".format(distance)
110.8544 # in km
# Haversine formula
dLat = math.radians(point2.y) - math.radians(point1.y)
dLon = math.radians(point2.x) - math.radians(point1.x)
a = math.sin(dLat/2) * math.sin(dLat/2) + math.cos(math.radians(point1.y)) * math.cos(math.radians(point2.y)) * math.sin(dLon/2) * math.sin(dLon/2)
distance = 6371 * 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1-a))
print "{0:8.4f}".format(distance)distance
110.8544 #in km

# with pyproj
import pyproj
geod = pyproj.Geod(ellps='WGS84')
angle1,angle2,distance = geod.inv(point1.x, point1.y, point2.x, point2.y)
print "{0:8.4f}".format(distance/1000)
110.9807 #in km

Вы можете проверить результат в калькуляторе долготы и широты.

введите описание изображения здесь

ген
источник
Отличный ответ, Джин! Большое спасибо за ваше очень подробное объяснение.
Антонио Фальчано
1
Действительно, отличный ответ. Если я не ошибаюсь, есть еще один пакет под названием python geopy, в котором реализовано расстояние по большому кругу и вычисление расстояния Винсенти.
LarsVegas
Вот некоторые подробности о расчете геодезического расстояния с помощью geopy.
Антонио Фальчано,
13

Системы координат

[...] Shapely не поддерживает преобразования системы координат. Все операции над двумя или более объектами предполагают, что объекты существуют в одной и той же декартовой плоскости.

Источник: http://toblerity.org/shapely/manual.html#coordinate-systems

Будучи shapelyполностью независимым от SRS, совершенно очевидно, что атрибут длины выражается в той же единице координат вашей линейной линии, то есть в градусах. По факту:

>>> from shapely.geometry import LineString
>>> line = LineString([(0, 0), (1, 1)])
>>> line.length
1.4142135623730951

Вместо этого, если вы хотите выразить длину в метрах, вы должны преобразовать свою геометрию из WGS84 в проецируемую SRS, используя pyproj (или, лучше, выполнить вычисление геодезического расстояния, см. Ответ Джина). Подробно, начиная с версии 1.2.18 ( shapely.__version__), shapelyподдерживаются функции преобразования геометрии ( http://toblerity.org/shapely/shapely.html#module-shapely.ops ), которые мы можем использовать вместе с ними pyproj. Вот быстрый пример:

from shapely.geometry import LineString
from shapely.ops import transform
from functools import partial
import pyproj

line1 = LineString([(15.799406, 40.636069), (15.810173,40.640246)])
print str(line1.length) + " degrees"
# 0.0115488362184 degrees

# Geometry transform function based on pyproj.transform
project = partial(
    pyproj.transform,
    pyproj.Proj(init='EPSG:4326'),
    pyproj.Proj(init='EPSG:32633'))

line2 = transform(project, line1)
print str(line2.length) + " meters"
# 1021.77585965 meters
Антонио Фальчано
источник