快捷導(dǎo)航

SpringBoot集成geodesy實現(xiàn)距離計算功能

更新時間：2024年06月07日 10:03:49 作者：HBLOG

Geodesy：大地測量學(xué)的神奇力量 Geodesy,又稱大地測量學(xué),是一門研究地球形狀、大小及其重力場的學(xué)科,在地球距離計算中,它扮演著至關(guān)重要的角色,故本文給大家介紹了SpringBoot集成geodesy實現(xiàn)距離計算功能,感興趣的朋友可以參考下

1.什么是geodesy？

浩瀚的宇宙中，地球是我們賴以生存的家園。自古以來，人類一直對星球上的位置和彼此的距離著迷。無論是航海探險、貿(mào)易往來還是科學(xué)研究，精確計算兩個地點之間的距離都是至關(guān)重要的。 Geodesy：大地測量學(xué)的神奇力量 Geodesy，又稱大地測量學(xué)，是一門研究地球形狀、大小及其重力場的學(xué)科。在地球距離計算中，它扮演著至關(guān)重要的角色。Geodesy 的原理基于球面幾何。首先，Geodesy 將地球近似為一個光滑的球體。然后，根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)，將兩個地點視為球面上的兩點。最后，使用球面距離公式：

d = R * arccos(sin(φ1) * sin(φ2) + cos(φ1) * cos(φ2) * cos(λ1 - λ2))

其中，R 是地球半徑，φ1 和 φ2 分別是兩個地點的緯度，λ1 和 λ2 是兩個地點的經(jīng)度，d 是兩點之間的距離。通過這個公式，Geodesy 能夠快速準(zhǔn)確地計算出地球上兩個經(jīng)緯度坐標(biāo)之間的距離。

2.代碼工程

實驗?zāi)繕?biāo)

1.利用數(shù)學(xué)公式計算
2.利用Java庫包Geodesy

pom.xml

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<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>springboot-demo</artifactId>
        <groupId>com.et</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>geodesy</artifactId>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    </properties>
    <dependencies>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
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        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
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            <groupId>org.gavaghan</groupId>
            <artifactId>geodesy</artifactId>
            <version>1.1.3</version>
        </dependency>

    </dependencies>
</project>

數(shù)學(xué)公式計算類

package com.et.geodesy.util;

import lombok.experimental.UtilityClass;

import java.math.BigDecimal;

/**
 *
 *
 * <p>formula：S=R·arccos[cosβ1·cosβ·2cos(α1-α2)+sinβ1·sinβ2]
 */
@UtilityClass
public class MathDistanceUtil {

  private static final double EARTH_RADIUS = 6371393;

  private static final double DEGREES_TO_RADIANS = 0.017453292519943295;

  /**
   * Calculate according to formula
   *
   * @param longitude1
   * @param latitude1
   * @param longitude2
   * @param latitude2
   * @return
   */
  public static double getDistance(
      Double longitude1, Double latitude1, Double longitude2, Double latitude2) {
    double radiansLongitude1 = toRadians(longitude1);
    double radiansLatitude1 = toRadians(latitude1);
    double radiansLongitude2 = toRadians(longitude2);
    double radiansLatitude2 = Math.toRadians(latitude2);

    final double cos =
        BigDecimal.valueOf(Math.cos(radiansLatitude1))
            .multiply(BigDecimal.valueOf(Math.cos(radiansLatitude2)))
            .multiply(
                BigDecimal.valueOf(
                    Math.cos(
                        BigDecimal.valueOf(radiansLongitude1)
                            .subtract(BigDecimal.valueOf(radiansLongitude2))
                            .doubleValue())))
            .add(
                BigDecimal.valueOf(Math.sin(radiansLatitude1))
                    .multiply(BigDecimal.valueOf(Math.sin(radiansLatitude2))))
            .doubleValue();

    double acos = Math.acos(cos);
    return BigDecimal.valueOf(EARTH_RADIUS).multiply(BigDecimal.valueOf(acos)).doubleValue();
  }

  /**
   * refer：{@link Math#toRadians(double)}
   *
   * @param value value
   * @return {double}
   */
  private static double toRadians(double value) {
    return BigDecimal.valueOf(value).multiply(BigDecimal.valueOf(DEGREES_TO_RADIANS)).doubleValue();
  }


}

庫包調(diào)用

底層原理也是基于公式計算，方便大家使用才封裝成包

package com.et.geodesy.util;

import org.gavaghan.geodesy.Ellipsoid;
import org.gavaghan.geodesy.GeodeticCalculator;
import org.gavaghan.geodesy.GeodeticCurve;
import org.gavaghan.geodesy.GlobalCoordinates;

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;


public class GeodsyDistanceUtils {

    /**
     *
     *
     * @param lonA A longitude
     * @param latA A latitude
     * @param lonB B longitude
     * @param latB B latitude
     * @param newScale The result is kept to decimal places
     * @return distant （m）
     */
    public static double getDistance(Double lonA, Double latA, Double lonB, Double latB,int newScale) {
        GlobalCoordinates source = new GlobalCoordinates(latA, lonA);
        GlobalCoordinates target = new GlobalCoordinates(latB, lonB);
        GeodeticCurve geoCurve = new GeodeticCalculator().calculateGeodeticCurve(Ellipsoid.Sphere, source, target);
        double distance = geoCurve.getEllipsoidalDistance();
        BigDecimal distanceBig = new BigDecimal(distance).setScale(newScale, RoundingMode.UP);
        return distanceBig.doubleValue();
    }

}

以上只是一些關(guān)鍵代碼，所有代碼請參見下面代碼倉庫

代碼倉庫

https://github.com/Harries/springboot-demo

3.測試

編寫測試類

@Test
public void getDistance() {
    // source （113.324553,23.106414）
    // target （121.499718, 31.239703）
    double distance1 = GeodsyDistanceUtils.getDistance(113.324553,23.106414,
            121.499718, 31.239703,2);
    System.out.println("distant1（m）：" + distance1);
    double distance2 = MathDistanceUtil.getDistance(113.324553, 23.106414, 121.499718, 31.239703);
    System.out.println("distant2（m）：" + distance2);
}

運行單元測試，發(fā)現(xiàn)2種計算方式誤差不大