[开源] 写了个相机 RAW 照片 GPS 轨迹对齐、智能插值与离线中文地名归档工具 photools

各位 V 友好。

平时喜欢带着相机到处跑，同时也是个写 Go 的程序员。每次外拍或者旅行回来，把几千张 RAW 照片导进电脑整理时，总会被照片的地理信息折磨：

1. 相机时钟偏差：相机没内置 GPS ，用手机或佳明手表录了 GPX 轨迹，但相机时间和 GPS 总会差个几秒或几分钟，手动对齐繁琐，跨时区更是灾难；


2. 室内/盲区断点：进了室内、隧道或者短暂停留时，手机没打上点，导致同一机位拍的照片一部分有坐标、一部分完全空白；


3. 地名逆地理体验糟糕：Lightroom 之类的工具要么依赖联网，要么反查出来的中文地名不规范，更别提自动打上「某某风景名胜区 / 5A 景区」的 POI 了；


4. 传统脚本慢如蜗牛：以前自己写 Python 调 ExifTool 批处理，每张照片都 fork/exec 一次子进程，上万张 RAW 照片能让风扇狂转半小时；


5. 双格式同步容易漏：RAW + JPG 同拍或者带调色 XMP 时，元数据经常不同步。

折腾了一段时间，自己用 Go 撸了一套专门解决照片导入电脑后“第一公里”的元数据处理工具：photools。目前已经在 GitHub 开源。

• GitHub 地址： https://github.com/vincentchyu/photools


• 支持平台：macOS (原生 SwiftUI 客户端 / CLI / TUI) & Linux

做了哪些事情？

整个处理链路设计成了分阶段屏障流水线（ Stage Barriers Pipeline ）：

[待处理照片 RAW/JPG] ──▶ 1. GPX 轨迹匹配 ──▶ 2. GPS 智能插值 ──▶ 3. 离线逆地理 ──▶ 4. 拍摄日期归档 ──▶ [归档库/YYYY/MMDD/]

1. GPX 轨迹精准匹配与秒级偏差补偿

• 支持 -geosync 时间偏移补偿（比如相机慢了 5 秒，直接设 +00:00:05 自动校准）；


• 采用主文件优先模型（ Primary Asset Model ）：以 RAW 为主决策源，写入坐标并二次校验，然后无污染同步到伴随的 JPG 和 XMP 。

2. 室内与断点自愈（ GPS 智能时间插值）

很多时候在景区室内或峡谷拍的照片没命中 GPX 轨迹：

• 球面大圆时间加权插值：利用前一个有效机位和后一个有效机位，按拍摄时间在球面上插值推算；


• 同机位近邻继承：单侧锚点（刚进室内）直接继承最邻近机位，推算完动态合入索引，后面的照片就能自愈继承。

3. 纯离线 3D KD-Tree 高精逆地理（全国 90 万+ POI ）

• 不调任何高德、腾讯或 Google 在线 API ；


• 纯离线加载全国 90 万+ 行政区划与风景名胜 POI 数据库；


• 毫秒级将 国家、省份、城市、区县、景区 POI 规范中文名写入 IPTC/XMP ，在 Lightroom 或系统相册里直接看中文地名。

4. 真实拍摄日期原子归档

• 读取 EXIF 真实拍摄时间，重命名为 YYYY-MM-DD-basename 并安全移动到 Processed/YYYY/MMDD/；


• 支持软降级容错（--allow-no-gps），没有 GPS 的照片也会安全归档，并自动生成一份 Markdown 排查清单（Logs/inbox_pending_report_latest.md）。

一些工程与性能实现

为了让批量处理几十万张 RAW 时不卡顿，做了一些底层优化：

1. ExifTool Stay-Open 守护进程池（速度提升 ~20 倍）

传统脚本慢是因为频繁启动 Perl 进程（单次 30~50ms ）。photools 实现了基于管道通信的 StayOpenPool 常驻守护池（exiftool -stay_open True -@ -），单次读取开销压到了 1~2ms，并且支持子进程崩溃自愈。

2. 3D KD-Tree 空间索引 + O(log K) 时间分桶

• 空间：把经纬度投影为三维笛卡尔坐标 $(x, y, z)$ 建平衡二叉树，最近邻查询微秒级；


• 时间：插值阶段在内存中按天分桶维护有序切片，通过二分查找在 ~200ns 内定位前后邻近机位，批次首轮统一提取坐标，避免循环反复读 I/O 。

3. Go ➔ SwiftUI 进程内 C-Shared FFI 直通

macOS 客户端用原生 SwiftUI 写的，没有在本地开 HTTP 服务或搞 RPC ，而是把 Go 核心编译成了 libphotools.dylib 动态库，SwiftUI 通过 C-Shared FFI 在进程内直接调用，延迟在 0.1ms 左右。

界面展示

1. 工作区引导与离线 3D KD-Tree 反查

2. 多阶段流水线执行过程全景

3. 执行审计看板与待处理诊断清单

4. 终端 TUI 工作台（基于 Bubble Tea ）

习惯在终端或 Linux/NAS 跑的同学，也可以直接敲 ./photools tui 启动交互式终端界面：

• [1/2/3/4] 快捷键开关插件；


• [O] 调出插件设置；


• [S] 全局设置（支持 [Tab] 路径补全）；


• [Enter] 预检与执行。

写在最后

项目完全开源，没有商业化诉求，主要是为了解决自己和身边摄影朋友的实际整理痛点。

如果你也是相机常客、对照片元数据/GPS 轨迹有强迫症，欢迎试用、提 Issue 或 PR ！

• 项目 Repo： https://github.com/vincentchyu/photools


• 依赖：需要系统安装 exiftool（brew install exiftool）