java - 如何测量距离并根据 Java 中的两个纬度+经度点创建边界框？

Question

我想找到两个不同点之间的距离。我知道这可以通过大圆距来完成。 http://www.meridianworlddata.com/Distance-calculation.asp

完成后，有了一个点和距离，我想找到那个距离北方和东方那个距离的点，以便在该点周围创建一个框。

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这是Haversine公式的Java实现。我在一个项目中使用它来计算纬度/经度之间的英里距离。

public static double distFrom(double lat1, double lng1, double lat2, double lng2) {
    double earthRadius = 3958.75; // miles (or 6371.0 kilometers)
    double dLat = Math.toRadians(lat2-lat1);
    double dLng = Math.toRadians(lng2-lng1);
    double sindLat = Math.sin(dLat / 2);
    double sindLng = Math.sin(dLng / 2);
    double a = Math.pow(sindLat, 2) + Math.pow(sindLng, 2)
            * Math.cos(Math.toRadians(lat1)) * Math.cos(Math.toRadians(lat2));
    double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
    double dist = earthRadius * c;

    return dist;
    }

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或者您可以使用SimpleLatLng。Apache 2.0 在我知道的一个生产系统中获得许可和使用：我的。

短篇故事：

我正在寻找一个简单的地理图书馆，但找不到适合我的需要。谁愿意在每个应用程序中一遍又一遍地编写、测试和调试这些小地理工具？一定有更好的办法！

所以 SimpleLatLng 的诞生是作为一种存储经纬度数据、进行距离计算和创建形状边界的方法。

我知道我已经晚了两年来帮助原始发布者，但我的目标是帮助像我这样在搜索中找到这个问题的人。我希望有人使用它并为这个轻量级实用程序的测试和愿景做出贡献。

score 21 · Accepted Answer

我们在使用OpenMap绘制大量位置数据方面取得了一些成功。有一个LatLonPoint类具有一些基本功能，包括距离。

score 11 · Accepted Answer

要获得更准确的距离（0.5 毫米），您还可以使用 Vincenty 近似值：

/**
 * Calculates geodetic distance between two points specified by latitude/longitude using Vincenty inverse formula
 * for ellipsoids
 * 
 * @param lat1
 *            first point latitude in decimal degrees
 * @param lon1
 *            first point longitude in decimal degrees
 * @param lat2
 *            second point latitude in decimal degrees
 * @param lon2
 *            second point longitude in decimal degrees
 * @returns distance in meters between points with 5.10<sup>-4</sup> precision
 * @see <a href="http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong-vincenty.html">Originally posted here</a>
 */
public static double distVincenty(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2) {
    double a = 6378137, b = 6356752.314245, f = 1 / 298.257223563; // WGS-84 ellipsoid params
    double L = Math.toRadians(lon2 - lon1);
    double U1 = Math.atan((1 - f) * Math.tan(Math.toRadians(lat1)));
    double U2 = Math.atan((1 - f) * Math.tan(Math.toRadians(lat2)));
    double sinU1 = Math.sin(U1), cosU1 = Math.cos(U1);
    double sinU2 = Math.sin(U2), cosU2 = Math.cos(U2);

    double sinLambda, cosLambda, sinSigma, cosSigma, sigma, sinAlpha, cosSqAlpha, cos2SigmaM;
    double lambda = L, lambdaP, iterLimit = 100;
    do {
        sinLambda = Math.sin(lambda);
        cosLambda = Math.cos(lambda);
        sinSigma = Math.sqrt((cosU2 * sinLambda) * (cosU2 * sinLambda)
                + (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda) * (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda));
        if (sinSigma == 0)
            return 0; // co-incident points
        cosSigma = sinU1 * sinU2 + cosU1 * cosU2 * cosLambda;
        sigma = Math.atan2(sinSigma, cosSigma);
        sinAlpha = cosU1 * cosU2 * sinLambda / sinSigma;
        cosSqAlpha = 1 - sinAlpha * sinAlpha;
        cos2SigmaM = cosSigma - 2 * sinU1 * sinU2 / cosSqAlpha;
        if (Double.isNaN(cos2SigmaM))
            cos2SigmaM = 0; // equatorial line: cosSqAlpha=0 (§6)
        double C = f / 16 * cosSqAlpha * (4 + f * (4 - 3 * cosSqAlpha));
        lambdaP = lambda;
        lambda = L + (1 - C) * f * sinAlpha
                * (sigma + C * sinSigma * (cos2SigmaM + C * cosSigma * (-1 + 2 * cos2SigmaM * cos2SigmaM)));
    } while (Math.abs(lambda - lambdaP) > 1e-12 && --iterLimit > 0);

    if (iterLimit == 0)
        return Double.NaN; // formula failed to converge

    double uSq = cosSqAlpha * (a * a - b * b) / (b * b);
    double A = 1 + uSq / 16384 * (4096 + uSq * (-768 + uSq * (320 - 175 * uSq)));
    double B = uSq / 1024 * (256 + uSq * (-128 + uSq * (74 - 47 * uSq)));
    double deltaSigma = B
            * sinSigma
            * (cos2SigmaM + B
                    / 4
                    * (cosSigma * (-1 + 2 * cos2SigmaM * cos2SigmaM) - B / 6 * cos2SigmaM
                            * (-3 + 4 * sinSigma * sinSigma) * (-3 + 4 * cos2SigmaM * cos2SigmaM)));
    double dist = b * A * (sigma - deltaSigma);

    return dist;
}

此代码自由改编自http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong-vincenty.html

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更正了Haversine距离公式....

public static double HaverSineDistance(double lat1, double lng1, double lat2, double lng2) 
{
    // mHager 08-12-2012
    // http://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula
    // Implementation

    // convert to radians
    lat1 = Math.toRadians(lat1);
    lng1 = Math.toRadians(lng1);
    lat2 = Math.toRadians(lat2);
    lng2 = Math.toRadians(lng2);

    double dlon = lng2 - lng1;
    double dlat = lat2 - lat1;

    double a = Math.pow((Math.sin(dlat/2)),2) + Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2) * Math.pow(Math.sin(dlon/2),2);

    double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));

    return EARTH_RADIUS * c;
}

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http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html

public static Double distanceBetweenTwoLocationsInKm(Double latitudeOne, Double longitudeOne, Double latitudeTwo, Double longitudeTwo) {
        if (latitudeOne == null || latitudeTwo == null || longitudeOne == null || longitudeTwo == null) {
            return null;
        }

        Double earthRadius = 6371.0;
        Double diffBetweenLatitudeRadians = Math.toRadians(latitudeTwo - latitudeOne);
        Double diffBetweenLongitudeRadians = Math.toRadians(longitudeTwo - longitudeOne);
        Double latitudeOneInRadians = Math.toRadians(latitudeOne);
        Double latitudeTwoInRadians = Math.toRadians(latitudeTwo);
        Double a = Math.sin(diffBetweenLatitudeRadians / 2) * Math.sin(diffBetweenLatitudeRadians / 2) + Math.cos(latitudeOneInRadians) * Math.cos(latitudeTwoInRadians) * Math.sin(diffBetweenLongitudeRadians / 2)
                * Math.sin(diffBetweenLongitudeRadians / 2);
        Double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1 - a));
        return (earthRadius * c);
    }

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您可以使用Java Geodesy Library for GPS，它使用考虑了地球表面曲率的文森蒂公式。

实现是这样的：

import org.gavaghan.geodesy.*;
...
GeodeticCalculator geoCalc = new GeodeticCalculator();
Ellipsoid reference = Ellipsoid.WGS84;
GlobalPosition pointA = new GlobalPosition(latitude, longitude, 0.0);
GlobalPosition userPos = new GlobalPosition(userLat, userLon, 0.0);
double distance = geoCalc.calculateGeodeticCurve(reference, userPos, pointA).getEllipsoidalDistance();

结果距离以米为单位。

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我知道有很多答案，但是在对这个主题做一些研究时，我发现这里的大多数答案都使用了Haversine公式，但Vincenty公式实际上更准确。有一篇文章改编自 Javascript 版本的计算，但它非常笨拙。我找到了一个更好的版本，因为：

它也有一个开放的许可证。
它使用 OOP 原则。
选择要使用的椭球体具有更大的灵活性。
它有更多的方法可以在未来进行不同的计算。
这是有据可查的。

文森蒂距离计算器

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此方法将帮助您找到以公里为单位的地理位置之间的距离。

private double getDist(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2)
{
    int R = 6373; // radius of the earth in kilometres
    double lat1rad = Math.toRadians(lat1);
    double lat2rad = Math.toRadians(lat2);
    double deltaLat = Math.toRadians(lat2-lat1);
    double deltaLon = Math.toRadians(lon2-lon1);

    double a = Math.sin(deltaLat/2) * Math.sin(deltaLat/2) +
            Math.cos(lat1rad) * Math.cos(lat2rad) *
            Math.sin(deltaLon/2) * Math.sin(deltaLon/2);
    double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));

    double d = R * c;
    return d;
}

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Kotlin 版本的 Haversine 公式。返回结果以米为单位。在https://www.vcalc.com/wiki/vCalc/Haversine+-+Distance上测试

const val EARTH_RADIUS_IN_METERS = 6371007.177356707

fun distance(lat1: Double, lng1: Double, lat2: Double, lng2: Double): Double {
    val latDiff = Math.toRadians(abs(lat2 - lat1))
    val lngDiff = Math.toRadians(abs(lng2 - lng1))
    val a = sin(latDiff / 2) * sin(latDiff / 2) +
        cos(Math.toRadians(lat1)) * cos(Math.toRadians(lat2)) *
        sin(lngDiff / 2) * sin(lngDiff / 2)
    val c = 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1 - a))
    return EARTH_RADIUS_IN_METERS * c
}

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我通常将 MATLAB 与Mapping Toolbox一起使用，然后使用MATLAB Builder JA 在我的 Java 中使用代码。它让我的生活变得简单多了。鉴于大多数学校都有免费的学生访问权限，您可以尝试一下（或获取试用版以完成您的工作）。

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对于 Android，有一个简单的方法。

 public static float getDistanceInMeter(LatLng start, LatLng end) { 
    float[] results = new float[1];
    Location.distanceBetween(start.latitude, start.longitude, end.latitude, end.longitude, results);
    return results[0];

}

;

https://developer.android.com/reference/android/location/Location#distanceBetween(lat1,lng1,lat2,lng2,output[])

java - 如何测量距离并根据 Java 中的两个纬度+经度点创建边界框？

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