计算边界框距离Java中的纬度/经度坐标一定距离

Question

给定一个坐标（lat，long），我试图计算一个距离坐标给定距离（例如50km）的正方形边界框。所以作为输入我有拉特，长和距离，作为输出我想要两个坐标;一个是西南（左下角），另一个是东北（右上角）。我在这里看到了一些试图在Python中解决这个问题的答案，但我特别寻找Java实现。我想打算在地球上只使用算法，所以我不需要适应变化的半径。它不一定非常准确（+/- 20％很好），它只能用于计算小距离（不超过150公里）的边界框。所以我很乐意牺牲一些有效算法的准确性。任何帮助深表感谢。

编辑：我应该更清楚了，我真的是在一个正方形之后，而不是一个圆圈。我明白，广场中心与广场周边各点之间的距离并不像一个圆圈那样是一个常数值。我想我的意思是一个正方形，如果你从中心画一条直线到周边四个点中的任何一个，导致垂直于周边一侧的直线，那么这4条线具有相同的长度。

Answer 1

我写了一篇关于发现边界坐标：

http://JanMatuschek.de/LatitudeLongitudeBoundingCoordinates

的文章解释了公式，还提供了Java实现。 （这也说明了为什么铁人三项公式为最小/最大经度是不准确的。）

Answer 2

import com.vividsolutions.jts.geom.Envelope; 

... 
Envelope env = new Envelope(centerPoint.getCoordinate()); 
env.expandBy(distance_in_degrees); 
... 

现在env包含你的信封。这实际上并不是一个“方块”（无论这意味着什么在球体表面上），但它应该做的。

您应该注意，度数的距离取决于中心点的纬度。在赤道上，1度的纬度约111公里，但在纽约只有75公里左右。

真的很酷的事情是，你可以把你所有的点扔到com.vividsolutions.jts.index.strtree.STRtree然后用它来快速计算该信封内的点。

Answer 3

double R = 6371; // earth radius in km 

double radius = 50; // km 

double x1 = lon - Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat))); 

double x2 = lon + Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat))); 

double y1 = lat + Math.toDegrees(radius/R); 

double y2 = lat - Math.toDegrees(radius/R); 

虽然我也会推荐JTS。

Answer 4

double R = 6371; // earth radius in km 
double radius = 50; // km 
double x1 = lon - Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat))); 
double x2 = lon + Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat))); 
double y1 = lat + Math.toDegrees(radius/R); 
double y2 = lat - Math.toDegrees(radius/R); 

虽然我也建议JTS。

这样计算，但Google地球不接受，也不映射3D模型。

/* 
* To change this template, choose Tools | Templates 
* and open the template in the editor. 
*/ 

package assetmap; 




public class Main { 

public double degrees; 
public double pi= 3.1416; 
public static double lon=80.304737; 
public static double lat=26.447521; 
public static double x1,x2,y1,y2; 


public static void main(String[] args) { 

double R = 6371; // earth radius in km 26.447521 

double radius = 0.300; // km 

x1 = (lon - Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat)))); 

x2 = (lon + Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat)))); 

y1 = (lat + Math.toDegrees(radius/R)); 

y2 = (lat - Math.toDegrees(radius/R)); 


System.out.println(x1+"---|"+x2+"---|"+y1+"|---|"+y2); 


} 

} 

它打印

80.30172366789824---|80.176---|26.450218964817754|---|26.444823035182242 

KML：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
<kml xmlns="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:gx="http://www.google.com/kml/ext/2.2" xmlns:kml="http://www.opengis.net/kml/2.2" xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"> 
<Placemark> 
    <name>United Nations Headquarters</name> 
    <Region> 
     <LatLonAltBox> 
      <north>26.447251203518224</north> 
      <south>26.447790796481772</south> 
      <east>80.18</east> 
      <west>80.30443566678983</west> 
      <minAltitude>0</minAltitude> 
      <maxAltitude>30</maxAltitude> 
      <altitudeMode>absolute</altitudeMode> 
     </LatLonAltBox> 
     <Lod> 
      <minLodPixels>128</minLodPixels> 
      <maxLodPixels>-1</maxLodPixels> 
      <minFadeExtent>0</minFadeExtent> 
      <maxFadeExtent>0</maxFadeExtent> 
     </Lod> 
    </Region> 
    <Model id="model_1"> 
     <altitudeMode>absolute</altitudeMode> 
     <Location> 
      <longitude>80.304737</longitude> 
      <latitude>26.447521</latitude> 
      <altitude>0.406173708576</altitude> 
     </Location> 
     <Orientation> 
      <heading>0</heading> 
      <tilt>0</tilt> 
      <roll>0</roll> 
     </Orientation> 
     <Scale> 
      <x>10</x> 
      <y>10</y> 
      <z>10</z> 
     </Scale> 
     <Link> 
      <href>un.dae</href> 
     </Link> 
     <ResourceMap> 
      <Alias> 
       <targetHref>_01.jpg</targetHref> 
       <sourceHref>../images/_01.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
      <Alias> 
       <targetHref>_02.jpg</targetHref> 
       <sourceHref>../images/_02.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
      <Alias> 
       <targetHref>_04.jpg</targetHref> 
       <sourceHref>../images/_04.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
      <Alias> 
       <targetHref>_05.jpg</targetHref> 
       <sourceHref>../images/_05.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
      <Alias> 
       <targetHref>_06.jpg</targetHref> 
       <sourceHref>../images/_06.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
      <Alias> 
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       <sourceHref>../images/_07.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
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      </Alias> 
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       <sourceHref>../images/_09.jpg</sourceHref> 
      </Alias> 
     </ResourceMap> 
    </Model> 
</Placemark> 
</kml> 

Answer 5

我有一个PHP脚本和例子做到这一点。给定一个起点，它计算出一个盒子的角落到特定的距离。它是专门为谷歌地图，但它可以为别的工作：

http://www.richardpeacock.com/blog/2011/11/draw-box-around-coordinate-google-maps-based-miles-or-kilometers

Answer 6

以前所有的答案都只是部分正确。特别是在像澳大利亚这样的地区，它们总是包含极点，甚至在10kms时也计算出一个非常大的矩形。

特别是由Jan Philip Matuschek在http://janmatuschek.de/LatitudeLongitudeBoundingCoordinates#UsingIndex提供的算法，对于澳大利亚的几乎所有点都包含一个非常大的矩形（-37，-90，-180，180）。这对数据库中的大量用户和距离必须针对几乎一半的所有用户进行计算。

我发现罗切斯特理工学院Drupal API地球算法围绕杆以及其他地方工作得更好，并且更容易实现。

https://www.rit.edu/drupal/api/drupal/sites%21all%21modules%21location%21earth.inc/7.54

使用earth_latitude_range和earth_longitude_range从上述算法用于计算边界矩形

下面是实现是爪哇

/** 
* Get bouding rectangle using Drupal Earth Algorithm 
* @see https://www.rit.edu/drupal/api/drupal/sites%21all%21modules%21location%21earth.inc/7.54 
* @param lat 
* @param lng 
* @param distance 
* @return 
*/ 
default BoundingRectangle getBoundingRectangleDrupalEarthAlgo(double lat, double lng, int distance) { 
    lng = Math.toRadians(lng); 
    lat = Math.toRadians(lat); 
    double radius = earth_radius(lat); 
    List<Double> retLats = earth_latitude_range(lat, radius, distance); 
    List<Double> retLngs = earth_longitude_range(lat, lng, radius, distance); 
    return new BoundingRectangle(retLats.get(0), retLats.get(1), retLngs.get(0), retLngs.get(1)); 
} 


/** 
* Calculate latitude range based on earths radius at a given point 
* @param latitude 
* @param longitude 
* @param distance 
* @return 
*/ 
default List<Double> earth_latitude_range(double lat, double radius, double distance) { 
     // Estimate the min and max latitudes within distance of a given location. 

     double angle = distance/radius; 
     double minlat = lat - angle; 
     double maxlat = lat + angle; 
     double rightangle = Math.PI/2; 
     // Wrapped around the south pole. 
     if (minlat < -rightangle) { 
     double overshoot = -minlat - rightangle; 
     minlat = -rightangle + overshoot; 
     if (minlat > maxlat) { 
      maxlat = minlat; 
     } 
     minlat = -rightangle; 
     } 
     // Wrapped around the north pole. 
     if (maxlat > rightangle) { 
     double overshoot = maxlat - rightangle; 
     maxlat = rightangle - overshoot; 
     if (maxlat < minlat) { 
      minlat = maxlat; 
     } 
     maxlat = rightangle; 
     } 
     List<Double> ret = new ArrayList<>(); 
     ret.add((minlat)); 
     ret.add((maxlat)); 
     return ret; 
    } 

/** 
* Calculate longitude range based on earths radius at a given point 
* @param lat 
* @param lng 
* @param earth_radius 
* @param distance 
* @return 
*/ 
default List<Double> earth_longitude_range(double lat, double lng, double earth_radius, int distance) { 
     // Estimate the min and max longitudes within distance of a given location. 
     double radius = earth_radius * Math.cos(lat); 

     double angle; 
     if (radius > 0) { 
     angle = Math.abs(distance/radius); 
     angle = Math.min(angle, Math.PI); 
     } 
     else { 
     angle = Math.PI; 
     } 
     double minlong = lng - angle; 
     double maxlong = lng + angle; 
     if (minlong < -Math.PI) { 
     minlong = minlong + Math.PI * 2; 
     } 
     if (maxlong > Math.PI) { 
     maxlong = maxlong - Math.PI * 2; 
     } 

     List<Double> ret = new ArrayList<>(); 
     ret.add((minlong)); 
     ret.add((maxlong)); 
     return ret; 
    } 

/** 
* Calculate earth radius at given latitude 
* @param latitude 
* @return 
*/ 
default Double earth_radius(double latitude) { 
     // Estimate the Earth's radius at a given latitude. 
     // Default to an approximate average radius for the United States. 
     double lat = Math.toRadians(latitude); 

     double x = Math.cos(lat)/6378137.0; 
     double y = Math.sin(lat)/(6378137.0 * (1 - (1/298.257223563))); 

     //Make sure earth's radius is in km , not meters 
     return (1/(Math.sqrt(x * x + y * y)))/1000; 
    } 

并使用由谷歌记录的距离计算公式映射计算距离

https://developers.google.com/maps/solutions/store-locator/clothing-store-locator#outputting-data-as-xml-using-php

为了通过公里而非英里搜索，与6371. 对于（纬度，经度）=（37，-122）中，用纬度列和lng一个标记表替换3959，所述式为：

SELECT id, (3959 * acos(cos(radians(37)) * cos(radians(lat)) * cos(radians(lng) - radians(-122)) + sin(radians(37)) * sin(radians(lat)))) AS distance FROM markers HAVING distance < 25 ORDER BY distance LIMIT 0 , 20;