GIS-Spatial4j经纬度距离计算（三）

Spatial4j距离计算

借助于sptaial4j提供的接口，实现经纬度距离计算；并介绍度，弧度，距离(KM)之间的换算

spatial4j支持的距离计算三个公式:

• Law of Cosines(余弦定理)
• Haversine球面模型
• Vincenty椭球模型

1.距离计算工具类DistanceUtils

测试点数据选取点符合(勾三股四玄五)

1.1 DistanceUtils.distLawOfCosinesRAD

本计算式理论模型为余玄定理,平面计算通过三角函数,误差较大,入参返回(单位弧度)

double lat1 = DistanceUtils.toRadians(0.0);
double lon1 = DistanceUtils.toRadians(0.0);
double lat2 = DistanceUtils.toRadians(4.0);
double lon2 = DistanceUtils.toRadians(3.0);
//余玄定理，平面计算DistanceUtils.distLawOfCosinesRAD
double distLawOfCosinesRad = DistanceUtils.distLawOfCosinesRAD(lat1,lon1,lat2,lon2);

//弧度转换为角度
double distLawOfCosinesDegrees = DistanceUtils.toDegrees(distLawOfCosinesRad);
System.out.println("距离(度):"+distLawOfCosinesDegrees);

1.2 DistanceUtils.distVincentyRAD

本计算式理论模型为椭球模型，计算时会多次迭代，理论计算精度较高,入参返回(单位弧度)

//椭球模型DistanceUtils.distVincentyRAD
double distVincentyDegree = DistanceUtils.toDegrees(DistanceUtils.distVincentyRAD(lat1,lon1,lat2,lon2));
System.out.println("椭球模型,距离(度):"+distVincentyDegree);

1.3 DistanceUtils.distHaversineRAD

本计算式选取地球模型为球模型，以赤道半径为基准，故计算时纬度越高误差会越大，但胜在快速,入参返回(单位弧度)

//球模型DistanceUtils.distHaversineRAD
double distHaversineDegree = DistanceUtils.toDegrees(DistanceUtils.distHaversineRAD(lat1,lon1,lat2,lon2));
System.out.println("球模型,距离(度):"+distHaversineDegree);

输出结果：

余玄定理,距离(度):4.998536879937023
椭球模型,距离(度):4.998536879936981
球模型,距离(度):4.998536879936979

远离赤道的一组测试值:

double lat1 = DistanceUtils.toRadians(20.0);
double lon1 = DistanceUtils.toRadians(110.0);
double lat2 = DistanceUtils.toRadians(23.0);
double lon2 = DistanceUtils.toRadians(114.0);

输出结果

余玄定理,距离(度):4.779689871912692
椭球模型,距离(度):4.779689871912726
球模型,距离(度):4.7796898719127245

1.4 单位转换

实现弧度，度，距离的转换

1.4.1 DistanceUtils.toDegrees 弧度转换为度

1.4.2 DistanceUtils.toRadians 度转换为弧度

1.4.3 DistanceUtils.dist2Degrees(double dist, double radius) 距离(KM)转换为度

1KM大约等于=0.008993203677616636度

double radius = DistanceUtils.EARTH_MEAN_RADIUS_KM; //地球平均半径
//1KM大约等于多少度
double kmToDegree = DistanceUtils.dist2Degrees(1, radius);
System.out.println("1KM大约等于="+kmToDegree+"度");
//1KM大约等于=0.008993203677616636度

1.4.4 DistanceUtils.degrees2Dist(double dist, double radius) 度转换为距离(KM)

1度大约等于=111.19507973436875KM

//1度大约等于多少千米
double degreeToKm = DistanceUtils.degrees2Dist(1,radius);
System.out.println("1度大约等于="+degreeToKm+"KM");
//1度大约等于=111.19507973436875KM

1.4.5 DistanceUtils.radians2Dist(double dist, double radius) 弧度转换为(KM)

1弧度大约等于=6371.0087714KM

//1弧度大约等于多少千米
double radiansToKm = DistanceUtils.radians2Dist(1,radius);
System.out.println("1弧度大约等于="+radiansToKm+"KM");
//1弧度大约等于=6371.0087714KM

1.4.6 DistanceUtils.dist2Radians(double dist, double radius) 距离(KM)转换为弧度

1Km大约等于=1.5696101447687296E-4度

//1KM大约等于多少弧度
double kmToRadians = DistanceUtils.dist2Radians(1,radius);
System.out.println("1Km大约等于="+kmToRadians+"弧度");
//1Km大约等于=1.5696101447687296E-4弧度

2.辅助类

2.1 CartesianDistCalc平面公式辅助类

2.2 GeodesicSphereDistCalc球面模型辅助类