如果我有标准 NMEA 格式的纬度或经度读数,是否有一种简单的方法/公式可以将该读数转换为米,然后我可以在 Java (J9) 中实现?
编辑:好吧,看来我想做的事情不容易,但我真正想做的是:
假设我有一个经纬度的路点和一个用户的经度和经度,有没有一种简单的方法可以比较它们以决定何时告诉用户他们在距离路点相当近的距离内?我意识到合理是主题,但这很容易做到还是仍然过于数学?
如果我有标准 NMEA 格式的纬度或经度读数,是否有一种简单的方法/公式可以将该读数转换为米,然后我可以在 Java (J9) 中实现?
编辑:好吧,看来我想做的事情不容易,但我真正想做的是:
假设我有一个经纬度的路点和一个用户的经度和经度,有没有一种简单的方法可以比较它们以决定何时告诉用户他们在距离路点相当近的距离内?我意识到合理是主题,但这很容易做到还是仍然过于数学?
这是一个javascript函数:
function measure(lat1, lon1, lat2, lon2){ // generally used geo measurement function
var R = 6378.137; // Radius of earth in KM
var dLat = lat2 * Math.PI / 180 - lat1 * Math.PI / 180;
var dLon = lon2 * Math.PI / 180 - lon1 * Math.PI / 180;
var a = Math.sin(dLat/2) * Math.sin(dLat/2) +
Math.cos(lat1 * Math.PI / 180) * Math.cos(lat2 * Math.PI / 180) *
Math.sin(dLon/2) * Math.sin(dLon/2);
var c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1-a));
var d = R * c;
return d * 1000; // meters
}
说明:https ://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula
在给定经度和纬度的情况下,Haversine 公式确定球体上两点之间的大圆距离。
假设您正在寻找一个简单的公式,这可能是最简单的方法,假设地球是一个周长为 40075 公里的球体。
纬度 1° 的长度以米为单位 = 始终为 111.32 公里
1° 经度的米长度 = 40075 公里 * cos( 纬度 ) / 360
为了近似两个坐标之间的短距离,我使用了来自 http://en.wikipedia.org/wiki/Lat-lon的公式:
m_per_deg_lat = 111132.954 - 559.822 * cos( 2 * latMid ) + 1.175 * cos( 4 * latMid);
m_per_deg_lon = 111132.954 * cos ( latMid );
.
在下面的代码中,我留下了原始数字以显示它们与维基百科公式的关系。
double latMid, m_per_deg_lat, m_per_deg_lon, deltaLat, deltaLon,dist_m;
latMid = (Lat1+Lat2 )/2.0; // or just use Lat1 for slightly less accurate estimate
m_per_deg_lat = 111132.954 - 559.822 * cos( 2.0 * latMid ) + 1.175 * cos( 4.0 * latMid);
m_per_deg_lon = (3.14159265359/180 ) * 6367449 * cos ( latMid );
deltaLat = fabs(Lat1 - Lat2);
deltaLon = fabs(Lon1 - Lon2);
dist_m = sqrt ( pow( deltaLat * m_per_deg_lat,2) + pow( deltaLon * m_per_deg_lon , 2) );
维基百科条目指出,距离计算在纵向 100 公里的距离计算在 0.6 米以内,在纬向的 100 公里的距离计算在 1 厘米以内,但我没有验证这一点,因为接近该精度的任何地方都适合我使用。
这是bh- 函数的 R 版本,以防万一:
measure <- function(lon1,lat1,lon2,lat2) {
R <- 6378.137 # radius of earth in Km
dLat <- (lat2-lat1)*pi/180
dLon <- (lon2-lon1)*pi/180
a <- sin((dLat/2))^2 + cos(lat1*pi/180)*cos(lat2*pi/180)*(sin(dLon/2))^2
c <- 2 * atan2(sqrt(a), sqrt(1-a))
d <- R * c
return (d * 1000) # distance in meters
}
有许多工具可以使这变得简单。有关所涉及内容的更多详细信息,请参阅monjardin 的答案。
但是,这样做并不一定很困难。听起来您正在使用 Java,所以我建议您研究一下GDAL之类的东西。它为其例程提供了 java 包装器,并且它们具有从 Lat/Lon(地理坐标)转换为 UTM(投影坐标系)或其他一些合理的地图投影所需的所有工具。
UTM 很好,因为它是米,很容易使用。但是,您需要获得适当的UTM 区域才能做好工作。通过谷歌搜索可以找到一些简单的代码,以找到适合纬度/经度对的区域。
地球是一个令人讨厌的不规则表面,因此没有简单的公式可以准确地做到这一点。您必须使用地球的近似模型,并将您的坐标投影到它上面。我通常看到用于此的模型是WGS 84。这就是 GPS 设备通常用来解决完全相同的问题的方法。
NOAA 有一些软件,您可以在他们的网站上下载以帮助解决此问题。
有很多方法可以计算这个。他们都使用球面三角法的近似值,其中半径是地球之一。
尝试http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html了解一些不同语言的方法和代码。
'below is from
'http://www.zipcodeworld.com/samples/distance.vbnet.html
Public Function distance(ByVal lat1 As Double, ByVal lon1 As Double, _
ByVal lat2 As Double, ByVal lon2 As Double, _
Optional ByVal unit As Char = "M"c) As Double
Dim theta As Double = lon1 - lon2
Dim dist As Double = Math.Sin(deg2rad(lat1)) * Math.Sin(deg2rad(lat2)) + _
Math.Cos(deg2rad(lat1)) * Math.Cos(deg2rad(lat2)) * _
Math.Cos(deg2rad(theta))
dist = Math.Acos(dist)
dist = rad2deg(dist)
dist = dist * 60 * 1.1515
If unit = "K" Then
dist = dist * 1.609344
ElseIf unit = "N" Then
dist = dist * 0.8684
End If
Return dist
End Function
Public Function Haversine(ByVal lat1 As Double, ByVal lon1 As Double, _
ByVal lat2 As Double, ByVal lon2 As Double, _
Optional ByVal unit As Char = "M"c) As Double
Dim R As Double = 6371 'earth radius in km
Dim dLat As Double
Dim dLon As Double
Dim a As Double
Dim c As Double
Dim d As Double
dLat = deg2rad(lat2 - lat1)
dLon = deg2rad((lon2 - lon1))
a = Math.Sin(dLat / 2) * Math.Sin(dLat / 2) + Math.Cos(deg2rad(lat1)) * _
Math.Cos(deg2rad(lat2)) * Math.Sin(dLon / 2) * Math.Sin(dLon / 2)
c = 2 * Math.Atan2(Math.Sqrt(a), Math.Sqrt(1 - a))
d = R * c
Select Case unit.ToString.ToUpper
Case "M"c
d = d * 0.62137119
Case "N"c
d = d * 0.5399568
End Select
Return d
End Function
Private Function deg2rad(ByVal deg As Double) As Double
Return (deg * Math.PI / 180.0)
End Function
Private Function rad2deg(ByVal rad As Double) As Double
Return rad / Math.PI * 180.0
End Function
要在 x 和 y 表示中转换纬度和经度,您需要决定使用哪种类型的地图投影。至于我,椭圆墨卡托似乎很好。在这里你可以找到一个实现(也用 Java)。
这是一个MySQL函数:
SET @radius_of_earth = 6378.137; -- In kilometers
DROP FUNCTION IF EXISTS Measure;
DELIMITER //
CREATE FUNCTION Measure (lat1 REAL, lon1 REAL, lat2 REAL, lon2 REAL) RETURNS REAL
BEGIN
-- Multiply by 1000 to convert millimeters to meters
RETURN 2 * @radius_of_earth * 1000 * ASIN(SQRT(
POW(SIN((lat2 - lat1) / 2 * PI() / 180), 2) +
COS(lat1 * PI() / 180) *
COS(lat2 * PI() / 180) *
POW(SIN((lon2 - lon1) / 2 * PI() / 180), 2)
));
END; //
DELIMITER ;
如果它足够接近,您可以将它们视为平面上的坐标。如果不需要完美的准确度,这适用于街道或城市级别,而您所需要的只是粗略猜测所涉及的距离以与任意限制进行比较。
这是一个版本Swift
:
func toDegreeAt(point: CLLocationCoordinate2D) -> CLLocationDegrees {
let latitude = point.latitude
let earthRadiusInMetersAtSeaLevel = 6378137.0
let earthRadiusInMetersAtPole = 6356752.314
let r1 = earthRadiusInMetersAtSeaLevel
let r2 = earthRadiusInMetersAtPole
let beta = latitude
let earthRadiuseAtGivenLatitude = (
( pow(pow(r1, 2) * cos(beta), 2) + pow(pow(r2, 2) * sin(beta), 2) ) /
( pow(r1 * cos(beta), 2) + pow(r2 * sin(beta), 2) )
)
.squareRoot()
let metersInOneDegree = (2 * Double.pi * earthRadiuseAtGivenLatitude * 1.0) / 360.0
let value: CLLocationDegrees = self / metersInOneDegree
return value
}
基于地球上的平均下降距离。
1° = 111公里;
将其转换为弧度并除以米,这是 RAD 的一个幻数,以米为单位:0.000008998719243599958;
然后:
const RAD = 0.000008998719243599958;
Math.sqrt(Math.pow(lat1 - lat2, 2) + Math.pow(long1 - long2, 2)) / RAD;
如果您想要一个简单的解决方案,请使用其他评论中概述的Haversine 公式。如果您有一个对精度敏感的应用程序,请记住,Haversine 公式不能保证精度优于 0.5%,因为它假设地球是一个球体。要考虑地球是一个扁球体,请考虑使用文森蒂公式。此外,我不确定我们应该使用Haversine 公式使用什么半径:{赤道:6,378.137 公里,极地:6,356.752 公里,体积:6,371.0088 公里}。
您需要将坐标转换为弧度以进行球面几何。转换后,您可以计算两点之间的距离。然后可以将距离转换为您想要的任何度量。