使用GeoDjango进行3d距离计算

Question

我在用

• python 2.7.12
• Django 1.10.6
• PostgreSQL 9.5.6
• postGIS 2.2.2

第一个问题

我需要使用GeoDjango计算两点之间的距离。当我检查了
文档它说，
GeoQuerySet.distance（） 已被弃用，而使用 距离（） 从
django.contrib.gis.db.models.functions 。

以下代码可以正常工作：

from django.contrib.gis.db.models.functions import Distance

p1 = Instrument.objects.get(pk=151071000).coordinates
p2 = Instrument.objects.filter(pk=151071008)

for i in p2.annotate(distance=Distance('coordinates', p1)):
    print i.distance
    print i.distance.__class__

输出：

461.10913945 m
<class 'django.contrib.gis.measure.Distance'>

我的模特：

class Instrument(models.Model):
    ...
    coordinates = gis_models.PointField(null=True, blank=True, dim=3)

但是我只有两点，所以当我尝试不使用 annotate（） 使用Distance（）时，它比
django.contrib.gis.measure.Distance 返回类
django.contrib.gis.db.models.functions.Distance（）的 实例。 （） ：

p1 = Instrument.objects.get(pk=151071000).coordinates
p2 = Instrument.objects.get(pk=151071008).coordinates
print Distance(p1, p2)

输出：

Distance(Value(SRID=4326;POINT Z (-76.4862html" target="_blank">3600000001 44.260223 0)), GeomValue(SRID=4326;POINT Z (-76.490923 44.262658 0)))

如何获得与使用 anateate（） 相同的结果？

第二个问题

我必须计算考虑到深度/高程的3d距离。但是，当我尝试执行此操作时，会收到与2d相同的结果。下面，我将第一个对象的高程更改为200：

p1 = Instrument.objects.get(pk=151071000)
p1.coordinates = 'SRID=4326;POINT Z (-76.48623600000001 44.260223 200)'
p2 = Instrument.objects.filter(pk=151071008)

for i in p2.annotate(distance=Distance('coordinates', p1.coordinates)):
    print i.distance

输出：

461.10913945 m

Answer 1

让我们分解问题：

1. 在Distance类文档中，我们可以阅读以下内容：

接受两个地理字段或表达式，并以 Distance对象的 形式返回它们之间的 距离 。

因此，Distance(p1, p2)返回一个Distance对象。
如果您这样做：

    p1 = Instrument.objects.get(pk=151071000).coordinates
p2 = Instrument.objects.get(pk=151071008).coordinates
d = Distance(m=p1.distance(p2))
print d.m

您将获得以米为单位的测量值。

我会坚持的annotate解决方案，这似乎更可靠！（意见回应）

1. Distance计算两个点之间的2D距离。为了获得3D计算，您需要自己创建一个。
   您可以从以下问题了解我的方法：使用纬度经度和海拔（高程）计算两点之间的距离

EDIT 2019：
自从最初的答案以来，我在这里编写了一个问答风格的示例：如何在GeoDjango中计算两个点之间的3D距离（包括海拔高度），该距离使用高度在2个点之间的距离计算要好得多（并且容易出错） 。

排序：

我们需要使用Haversine公式或Vicenty公式来计算2个点之间的2D大圆距离，然后将其与2个点之间的高度差（delta）结合起来，以计算它们之间的欧几里得距离，如下所示：

    dist = sqrt(great_circle((lat_1, lon_1), (lat-2, lon_2).m**2, (alt_1 - alt_2)**2)

该解决方案假定海拔高度以米为单位，因此也将great_circle结果转换为米。

将此留在此处以用于继续注释。

2. Distance计算两点之间的二维距离。为了获得3D计算，您需要自己创建一个。
您可以从以下问题了解我的方法：使用纬度经度和海拔（高程）计算两点之间的距离

• 令polar_point_1 =（long_1，lat_1，alt_1）和polar_point_2 =（long_2，lat_2，alt_2）

• 通过使用以下公式将每个点转换为它的笛卡尔等效项：

  x = alt * cos(lat) * sin(long)
  

  y = alt * sin(lat)
  z = alt * cos(lat) * cos(long)

并且您将分别拥有p_1 =（x_1，y_1，z_1）和p_2 =（x_2，y_2，z_2）点。

• 最后使用欧几里得公式：

  dist = sqrt((x_2-x_1)**2 + (y_2-y_1)**2 + (z_2-z_1)**2)