给定一个坐标（纬度，经度），我正在尝试计算距离该坐标一定距离（例如50公里）的正方形边界框。因此，输入为纬度、经度和距离，输出为两个坐标；一个是西南角（左下角），另一个是东北角（右上角）。在此之前，我见过几篇试图在Python中解决这个问题的答案，但我特别想要一个Java实现。
只是为了明确，我打算仅在地球上使用算法，因此不需要适应可变半径。
它不必非常准确（+/-20%可以接受），并且它只会用于在小范围内计算边界框（不超过150公里）。因此，我愿意为高效的算法牺牲一些准确性。非常感谢任何帮助。
编辑：我应该更清楚一些，我真的是想要一个正方形，而不是圆形。我知道正方形的中心与其周长各点之间的距离不像圆形那样是常量值。我想表达的是如果你从中心到周长上的任意一点画一条垂直于周长一侧的线，那么这4条线的长度相等。
我写了一篇关于找到界限坐标的文章：
http://JanMatuschek.de/LatitudeLongitudeBoundingCoordinates
这篇文章解释了公式，还提供了Java实现。 （它还展示了为什么IronMan的最小/最大经度公式是不准确的。）
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);
虽然我也建议使用JTS。
import com.vividsolutions.jts.geom.Envelope;
...
Envelope env = new Envelope(centerPoint.getCoordinate());
env.expandBy(distance_in_degrees);
...
com.vividsolutions.jts.index.strtree.STRtree，然后使用它快速计算那个信封内的点。https://www.rit.edu/drupal/api/drupal/sites%21all%21modules%21location%21earth.inc/7.54
使用上述算法中的earth_latitude_range和earth_longitude_range来计算边界矩形。 /**
* 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;
}
使用Google Maps文档记录的距离计算公式来计算距离。
要按公里而不是英里搜索，请将3959替换为6371。 对于（Lat，Lng）=（37，-122）和具有lat和lng列的Markers表，公式如下：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;
/**
* Calculate the lat and len of a square around a point.
* @return latMin, latMax, lngMin, lngMax
*/
public static double[] calculateSquareRadius(double lat, double lng, double radius) {
double R = 6371; // earth radius in km
double latMin = lat - Math.toDegrees(radius/R);
double latMax = lat + Math.toDegrees(radius/R);
double lngMin = lng - Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat)));
double lngMax = lng + Math.toDegrees(radius/R/Math.cos(Math.toRadians(lat)));
return new double[] {latMin, latMax, lngMin, lngMax};
}
这里有一个简单的解决方案，我用它来生成边界框坐标，然后与GeoNames citieJSON API一起使用，以获取从GPS十进制坐标附近的大城市。
这是我的GitHub存储库中的Java方法：FusionTableModifyJava
我有一个十进制GPS位置，需要找到“附近”的最大城市/州。我需要一个相对准确的边界框，以传递给citiesJSON GeoNames网络服务，以获取该边界框中最大的城市。我传递位置和我感兴趣的“半径”（以公里为单位），然后它会返回所需的北、南、东、西十进制坐标，以传递给citiesJSON。
（我在研究过程中发现了这些资源：
它不是非常准确，但对于我使用的目的足够了：
// Compute bounding Box coordinates for use with Geonames API.
class BoundingBox
{
public double north, south, east, west;
public BoundingBox(String location, float km)
{
//System.out.println(location + " : "+ km);
String[] parts = location.replaceAll("\\s","").split(","); //remove spaces and split on ,
double lat = Double.parseDouble(parts[0]);
double lng = Double.parseDouble(parts[1]);
double adjust = .008983112; // 1km in degrees at equator.
//adjust = 0.008983152770714983; // 1km in degrees at equator.
//System.out.println("deg: "+(1.0/40075.017)*360.0);
north = lat + ( km * adjust);
south = lat - ( km * adjust);
double lngRatio = 1/Math.cos(Math.toRadians(lat)); //ratio for lng size
//System.out.println("lngRatio: "+lngRatio);
east = lng + (km * adjust) * lngRatio;
west = lng - (km * adjust) * lngRatio;
}
}