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sueshow/Python_Latitude-and-Longitude

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轉換經緯度

台灣

  • 常見座標：TWD67、TWD97、WGS84，其中 TWD67、TWD97 分別是 1967 年與 1997 年的 Taiwan Datum，台灣才有的地圖座標；WGS84 是國際通用的經緯度座標
  • 格式：經緯度、二分帶，其中經緯度係以地球的角度來計算，單位：度(D)、分(M)、秒(S)(1度=60分，1分=60秒)；二分帶座標以公尺為單位，格字都是 1000 公尺為單位(1000M=1KM)

類型簡介

  • TWD67(部分地籍圖圖解數化成果)：用傳統天文觀測及三角測量的方式測定經緯度，因為受到地球重力分布不均等因素影響，測出來的經緯度只適合用在台灣附近的局部區域 ＝> EPSG:3821
  • TWD97(國土測繪中心發佈全國性資料)：利用衛星打點定位測量的。衛星定位發明後，不僅精度更高，所測得的值更是全球統一的座標系統 ＝> EPSG:3824
  • WGS84(全球性資料)：為 GPS 全球定位系统使用所建立的座標系統。通過遍佈世界的衛星觀測站所觀測到的座標建立 ＝> EPSG:4326
  • 類型：TWD67 二分帶(如等高線圖)、TWD67 經緯度、TWD97 二分帶(少用)、TWD97 經緯度、WGS84 經緯度(如一般非登山GPS、智慧手機、Google Map)
  • 註：TWD97、WGS84 極為相近(誤差很小)
類型 坐標系統 說明 代碼
橫麥卡托 (Transverse Mercator) 系 TM2 (TWD97，中央經線121度) 適用臺灣本島，民國87年之後施行迄今 EPSG:3826
TM2 (TWD97，中央經線119度) 適用澎湖金門馬祖，民國87年之後施行迄今 EPSG:3825
TM2 (TWD67，中央經線121度) 適用臺灣本島，民國69年之後施行 EPSG:3828 (內建參數有誤，需自行修正)
TM3 (TWD67，中央經線121度) 適用澎湖金門馬祖，民國69年之後施行 EPSG:3827
TM2 (TWD97，中央經線119度) 適用臺灣本島及澎湖，民國58年之後短暫使用 無EPSG代號 (需自行定義)
經緯度 (Latitude-Longitud) 系 WGS84經緯度 全球性資料，如：GPS、kml、geojson EPSG:4326
TWD97經緯度 國土測繪中心發佈全國性資料 EPSG:3824
TWD67經緯度 部分地籍圖圖解數化成果 EPSG:3821
虎子山經緯度 日治時期陸測地形圖 EPSG:4236
其他 Spherical Mercator 圖磚、WMS、WMTS等，如：Google Map EPSG:3857
虎子山UTM zone 51N 中美合作軍用地形圖 EPSG:3829
地籍坐標系 地籍坐標 地籍圖、河川地形圖、都市計畫地形圖使用 無EPSG代號，需先轉換成TM2坐標再套圖，單位有分為「間」、「公尺」兩類

格式簡介

  • 經緯度：由經度、緯度合稱組成一個座標系統，又稱為地理座標系統，它是一種利用三度空間的球面來定義地球上的空間球面座標系統，能夠標示地球上的任何一個位置
  • 二分帶：將3D（地球圓球體）投影成平面2D，它將地表隔二度切為一個投影帶，因為切割更細所以其誤差也更小，台灣本島因較狹長所以都在同一投影帶內，不會造成使用上不便，成為國內製作各種圖籍標準

二分帶

類型分帶

地址轉換經緯度

  • 地址處理要點
    • 特殊字元，如逗號、句號、括號、+、-、{}、[]、()等
    • 換行符號
    • 郵政信箱、郵政郵箱
    • 體驗、測試、未定義(NA)
    • 地址異常短
    • 段需使用國字，號需使用數字
  • 方法

    • 方法一：明確名稱，較準確

      g = geocoder.osm('國立政治大學')
g.json["lat"], g.json["lng"]
g.latlng

    • 方法二：完整地址，會有些誤差

      h = geocoder.arcgis('臺北市中山區集英里權西路35號8樓')
h.json['lat'], h.json['lng']
h.latlng

    • 方法三：呼叫 Google API

      • Google API設定：https://tutorials.webduino.io/zh-tw/docs/socket/useful/google-map-1.html
      • 範例： 
        address = '你的地址'
GOOGLE_PLACES_API_KEY = '你的 API KEY'

def get_latitude_longtitude(address, GOOGLE_PLACES_API_KEY): 
    # decode url
    # address = urllib.quote(address)
    url = 'https://maps.googleapis.com/maps/api/geocode/json?address=' + address + '&key=' + GOOGLE_PLACES_API_KEY

    while True:
        res = requests.get(url)
        js = json.loads(res.text)

        if js['status'] != 'OVER_QUERY_LIMIT':   
            time.sleep(1) 
            break

    result = js['results'][0]['geometry']['location']
    lat = result['lat'] # 緯度
    lng = result['lng'] # 經度

    return address, lat, lng

get_latitude_longtitude(address, GOOGLE_PLACES_API_KEY)

  • 方法四：內政部 TGOS

    • 重要

      • 地址需使用 UTF-8
      • APPID 和 APPKEY 需要再做一次 URLENCODE
      • TGOS WEBSERVICE 使用 RESTFUL，請使用 HTTP POST

    • 比較差異

      版本 參數 回傳結果
      V4.0 QueryAddr(oAPPId, oAPIKey, oAddress, oSRS, oFuzzyType,
      oResultDataType, oFuzzyBuffer, oIsOnlyFullMatch, oIsSupportPast, oIsShowCodeBase,
      oIsLockCounty, oIsLockTown, oIsLockVillage, oIsLockRoadSection, oIsLockLane,
      oIsLockAlley, oIsLockArea, oIsSameNumber_SubNumber, oCanIgnoreVillage, oCanIgnoreNeighborhood,
      oReturnMaxCount)       		("期別", 完整地址", "縣市", "鄉鎮市區", "村里",
      "鄰", "大道路街", "段", "巷", "弄",
      "衖", "衕", "門牌號碼", "X坐標", "Y坐標",
      "最小統計區", "一級統計區", "二級統計區")
      V3.0 QueryAddr(oAPPId, oAPIKey, oAddress, oSRS, oFuzzyType,
      oResultDataType, oFuzzyBuffer, oIsOnlyFullMatch,
      oIsLockCounty, oIsLockTown, oIsLockVillage, oIsLockRoadSection, oIsLockLane,
      oIsLockAlley, oIsLockArea, oIsSameNumber_SubNumber, oCanIgnoreVillage, oCanIgnoreNeighborhood,
      oReturnMaxCount)       		( 完整地址", "縣市", "鄉鎮市區", "村里",
      "鄰", "大道路街", "段", "巷", "弄",
      "衖", "衕", "門牌號碼", "X坐標", "Y坐標")

    • 建議設定值：

      參數 說明 設定一 設定二
      oAPPId 應用程式識別碼 AppID
      oAPIKey 應用程式介接驗證碼 APIKey
      oAddress 所要查詢的門牌位置 address
      oSRS 回傳的坐標系統，允許傳入的坐標系統代碼為：EPSG:4326、EPSG:3825、EPSG:3826、EPSG:3827、EPSG:3828 'EPSG:3826' 'EPSG:4326'
      oFuzzyType 模糊比對的代碼
      (1) 最近門牌號機制：先找最近且小於輸入的門牌號，找不到則找最近且大於輸入的門牌號；代碼為 0
      (2) 單雙號機制：先找最近且小於輸入的單號或雙號門牌號，找不到則找最近且大於輸入的單號或雙號門牌號；代碼為 1
      (3) [單雙號機制]+[最近門牌號機制]：當單雙號機制找不到門牌時，就改採用最近門牌號機制；代碼為 2       		'2' '2'
      oResultDataType 回傳的資料格式，允許傳入的代碼為：JSON、XML 'json' 'json'
      oFuzzyBuffer 模糊比對回傳門牌號的許可誤差範圍，輸入格式為正整數，如輸入 0 則代表不限制誤差範圍 '0' '0'
      oIsOnlyFullMatch 是否只進行完全比對，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsSupportPast 是否支援舊門牌的查詢，允許傳入的值為：true、false
      oIsShowCodeBase 是否顯示地址的統計區相關資訊，允許傳入的值為：true、false
      oIsLockCounty 是否鎖定縣市，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockTown 是否鎖定鄉鎮市區，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockVillage 是否鎖定村里，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockRoadSection 是否鎖定路段，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockLane 是否鎖定巷，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockAlley 是否鎖定弄，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsLockArea 是否鎖定地區，允許傳入的值為：true、false 'false' 'false'
      oIsSameNumber_SubNumber 號之、之號是否視為相同，允許傳入的值為：true、false 'false' 'true'
      oCanIgnoreVillage 找不時是否可忽略村里，允許傳入的值為：true、false 'false' 'true'
      oCanIgnoreNeighborhood 找不時是否可忽略鄰，允許傳入的值為：true、false 'false' 'true'
      oReturnMaxCount 如為多筆時，限制回傳最大筆數(1~9)，如輸入 0 則以本服務上限10筆進行回傳 '0' '0'

    距離

    • 計算經緯度之間的距離：
      • 計算地球上經緯度之間的距離 d，已知地球上兩點的經度、緯度：(X1,Y1), (X2,Y2)，其中 X1、X2為經度，Y1、Y2為緯度，視計算程式需要轉化為弧度 (*3.1415926/180) 地球半徑為 R=6371.0 km，則兩點距離
        • d = R*arcos[cos(Y1)*cos(Y2)*cos(X1-X2)+sin(Y1)*sin(Y2)]
        • C = sin(MLatA)*sin(MLatB)*cos(MLonA-MLonB) + cos(MLatA)cos(MLatB)
          Distance = R          Arccos(C)*Pi/180
    • SQL
    單位：公尺
round(6378.138*2*asin(sqrt(pow(sin( (lat1*pi()/180-lat2*pi()/180)/2),2)+cos(lat1*pi()/180)*cos(lat2*pi()/180)* pow(sin( (lng1*pi()/180-lng2*pi()/180)/2),2)))*1000)

第一點的經緯度：lng1 lat1  
第二點的經緯度：lng2 lat2

    • Python
    import math


# 計算距離
def getDistance(latA, lonA, latB, lonB):
    ra = 6378140  # 赤道半徑
    rb = 6356755  # 極半徑
    flatten = (ra - rb) / ra  # Partial rate of the earth
    # change angle to radians
    radLatA = math.radians(latA)
    radLonA = math.radians(lonA)
    radLatB = math.radians(latB)
    radLonB = math.radians(lonB)

    pA = math.atan(rb / ra * math.tan(radLatA))
    pB = math.atan(rb / ra * math.tan(radLatB))
    x = math.acos(math.sin(pA) * math.sin(pB) + math.cos(pA) * math.cos(pB) * math.cos(radLonA - radLonB))
    c1 = (math.sin(x) - x) * (math.sin(pA) + math.sin(pB)) ** 2 / math.cos(x / 2) ** 2
    c2 = (math.sin(x) + x) * (math.sin(pA) - math.sin(pB)) ** 2 / math.sin(x / 2) ** 2
    dr = flatten / 8 * (c1 - c2)
    distance = ra * (x + dr)
    distance = round(distance / 1000, 4)
    return f'{distance}km'


    參考資料


    Open Data

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