【Python&GIS】无人机影像的像素坐标计算图片某点的地理/投影坐标

        又是掉头发的一天，今天的任务是通过图片中心点的地理坐标以及图片中某点的像素坐标（即这个点位于图片中的x,y坐标）计算该点的地理/投影坐标。经过一整天的搜索，发现网上并没有这方面的教程。然后就是想啊想，头发一抓一大把，终于在网上零零散散的教程以及不断摸索中解决了这个问题。

        大致思路就是，先获取图片相对真北方向的偏转角以及该点和图片中心的连线与图片的正北方向夹角；然后将图片中心点的地理坐标转换为投影坐标（如果这一步没有中心点的地理坐标，那么你就不用继续往下看了）；最后就是通过图片分辨率计算点到中心的实际距离，再通过夹角和中心点的投影坐标加加减减即可。话虽这么说，但实施起来真心不简单啊！！！

一、准备工作

1.获取图片中心点的经纬度坐标/投影坐标（必须）

        如果只有一张图片的话，你完全可以右键图片，查看其属性，里面就有经纬度坐标。同时也可以使用Python实现，之前分享过【Python&GIS】判断图片中心点/经纬度点是否在某个面内，所以这里就不解释了，直接上代码。

def Get_LatLon(path_image):
    """
    :param path_image: 输入图片路径
    :return: 返回中心点经纬度
    """
    # 获取图片的经纬度信息
    f = open(path_image, 'rb')
    contents = exifread.process_file(f)
    longitude = contents["GPS GPSLongitude"].values
    longitude_f = longitude[0].num/longitude[0].den + (longitude[1].num/longitude[1].den/60) + (longitude[2].num/longitude[2].den/3600)
    latitude = contents["GPS GPSLatitude"].values
    latitude_f = latitude[0].num/latitude[0].den + (latitude[1].num/latitude[1].den/60) + (latitude[2].num/latitude[2].den/3600)
    f.close()
    return longitude_f, latitude_f

2.获取图片与真北方向的偏转角（非必须）

        如果你的图片并不是无人机拍的，或者拍摄时图片与真北方向并无夹角，那么就不需要这一步。这一步主要就是矫正相机拍摄时的偏转，每种无人机的参数名可能不一样，所以需要自行修改。

        下面的代码也可以获取图片中心点的经纬度，但我之前以及用过第一步的代码了，所以就继续使用第一步的了，你们可以自己简化。

def Get_Image_Yaw_angle(file_path):
    """
    :param file_path: 输入图片路径
    :return: 图片的偏航角
    """
    # 获取图片偏航角
    b = b"\x3c\x2f\x72\x64\x66\x3a\x44\x65\x73\x63\x72\x69\x70\x74\x69\x6f\x6e\x3e"
    a = b"\x3c\x72\x64\x66\x3a\x44\x65\x73\x63\x72\x69\x70\x74\x69\x6f\x6e\x20"
    img = open(file_path, 'rb')
    data = bytearray()
    dj_data_dict = {}
    flag = False
    for line in img.readlines():
        if a in line:
            flag = True
        if flag:
            data += line
        if b in line:
            break
    if len(data) > 0:
        data = str(data.decode('ascii'))
        lines = list(filter(lambda x: 'drone-dji:' in x, data.split("\n")))
        for d in lines:
            d = d.strip()[10:]
            key, value = d.split("=")
            dj_data_dict[key] = value
    # print("Image_yaw",dj_data_dict["FlightYawDegree"][1:-1])
    return float(dj_data_dict["FlightYawDegree"][1:-1])

3.获取图片目标点与中心点的连线和图片正北方向的夹角（必须）

        通俗来说，就是该点与图片正上方的夹角，同样这步也是用来矫正偏转的，获取该角度后，即可得到该点在投影坐标系中与真北方向的夹角。

def Yaw_angle_calculation(x, y, x_Center, y_Center):
    """
    :param x: 输入图片目标点的栅格坐标x
    :param y: 输入图片目标点的栅格坐标y
    :param x_Center: 输入图片的中心点x坐标
    :param y_Center: 输入图片的中心点y坐标
    :return: 目标点相对于中心点的偏转角度