从坐标和角度绘制一条线

Question

我基本上想从坐标 (x, y) 以给定角度绘制一条线（计算切线值）。

使用像pl.plot([x1, x2], [y1, y2], 'k-', lw=1) 这样的简单代码行，我可以在两点之间绘制一条线，但为此我需要计算 (x2, y2) 坐标。我的 (x1, y1) 坐标是固定的，角度是已知的。计算 (x2, y2) 在某些时候会导致问题，所以我只想从 (x1, y1) 绘制具有角度（最好是长度）的线。

我想出的最简单的解决方案是使用点斜率函数y - y1 = m(x - X1)。解释this并搜索一下我使用了这段代码：

x1 = 10
y1 = -50
angle = 30

sl = tan(radians(angle))
x = np.array(range(-10,10))
y = sl*(x-x1) + y1

pl.plot(x,y)
pl.show

sl 这里是斜率，x1 和 y1 是坐标。我需要解释一下自己，因为这是一个糟糕的问题。

那么现在，关于我如何做/解决这个问题的任何想法？

Answer 1

我不确定你到底想从解释中得到什么，但我认为这会做一些接近你要求的事情。

如果您知道要使用的直线的角度和长度，则应该使用三角函数来获取新点。

import numpy as np
import math
import matplotlib.pyplot as plt


def plot_point(point, angle, length):
     '''
     point - Tuple (x, y)
     angle - Angle you want your end point at in degrees.
     length - Length of the line you want to plot.

     Will plot the line on a 10 x 10 plot.
     '''

     # unpack the first point
     x, y = point

     # find the end point
     endy = y + length * math.sin(math.radians(angle))
     endx = length * math.cos(math.radians(angle))

     # plot the points
     fig = plt.figure()
     ax = plt.subplot(111)
     ax.set_ylim([0, 10])   # set the bounds to be 10, 10
     ax.set_xlim([0, 10])
     ax.plot([x, endx], [y, endy])

     fig.show()

Answer 2

受this website 的启发，给定 WGS84 坐标、方位角（有时称为前向方位角）和距离，您可以使用以下逻辑计算结果目标点：

import math 

distance = 100 # kilometres
radius = 6371 # earth's radius in kilometres

lon, lat = -7.83197, 37.040893
bearing = 40

δ = distance / radius
θ = math.radians(bearing)

φ1 = math.radians(lat)
λ1 = math.radians(lon)

sinφ2 = math.sin(φ1) * math.cos(δ) + math.cos(φ1) * math.sin(δ) * math.cos(θ)
φ2 = math.asin(sinφ2)
y = math.sin(θ) * math.sin(δ) * math.cos(φ1)
x = math.cos(δ) - math.sin(φ1) * sinφ2
λ2 = λ1 + math.atan2(y, x)

lat2 = math.degrees(φ2)
lon2 = math.degrees(λ2)

这将产生

>>> lon2, lat2
(-7.831861171142511, 37.04091627610624)

Answer 3

复数的标准模块 cmath 让它变得简单。

   import cmath

   pt = cmath.rect(r, angle)  
   x = pt.real  
   y = pt.imag

给定直线的长度（或半径）r，以及以弧度为单位的角度，我们可以得到从原点开始的直线的终点 x 和 y 坐标 (x, y) (0, 0)。

• 不从原点开始：如果线从任何其他点 (x1, y1) 开始，只需添加到 (x2, y2) 为 x2 = x1 + x 和 y2 = y1 + y

• 度数到弧度：如果角度可用度数，使用 math.radians(deg) 得到相同的弧度。当然，记得在使用前导入数学。

cmath.rect(r, phi) 是您将调用的函数。它返回一个复数！只需将其实部和虚部作为您需要的 x 和 y 值。

Answer 4

你想要的是一种新的东西，叫做 axline。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x1 = 10
y1 = -50
angle = 30

sl = np.tan(np.radians(angle))

x = np.arange(-10,10)
y = sl*(x-x1) + y1

plt.plot(x,y, 'o', label='manual')

plt.axline((x1,y1), slope=sl, color='red', label='axline')

plt.legend()
plt.grid()
plt.show()