如何计算由经纬度指定的两点之间的距离?

为了澄清,我想用千米来表示距离;这些点使用WGS84系统,我想了解可用方法的相对准确性。


当前回答

这是一个简单的PHP函数,它将给出一个非常合理的近似值(误差小于+/-1%)。

<?php
function distance($lat1, $lon1, $lat2, $lon2) {

    $pi80 = M_PI / 180;
    $lat1 *= $pi80;
    $lon1 *= $pi80;
    $lat2 *= $pi80;
    $lon2 *= $pi80;

    $r = 6372.797; // mean radius of Earth in km
    $dlat = $lat2 - $lat1;
    $dlon = $lon2 - $lon1;
    $a = sin($dlat / 2) * sin($dlat / 2) + cos($lat1) * cos($lat2) * sin($dlon / 2) * sin($dlon / 2);
    $c = 2 * atan2(sqrt($a), sqrt(1 - $a));
    $km = $r * $c;

    //echo '<br/>'.$km;
    return $km;
}
?>

如前所述;地球不是一个球体。它就像马克·麦奎尔决定用来练习的一个很旧很旧的棒球——到处都是凹痕和凸起。简单的计算(像这样)把它当作一个球体。

不同的方法或多或少的精确取决于你在这个不规则的卵形上的位置以及你的点之间的距离(它们越近,绝对误差范围就越小)。你的期望越精确,计算就越复杂。

更多信息:维基百科地理距离

其他回答

下面是Haversine公式的java实现。

public final static double AVERAGE_RADIUS_OF_EARTH_KM = 6371;
public int calculateDistanceInKilometer(double userLat, double userLng,
  double venueLat, double venueLng) {

    double latDistance = Math.toRadians(userLat - venueLat);
    double lngDistance = Math.toRadians(userLng - venueLng);

    double a = Math.sin(latDistance / 2) * Math.sin(latDistance / 2)
      + Math.cos(Math.toRadians(userLat)) * Math.cos(Math.toRadians(venueLat))
      * Math.sin(lngDistance / 2) * Math.sin(lngDistance / 2);

    double c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1 - a));

    return (int) (Math.round(AVERAGE_RADIUS_OF_EARTH_KM * c));
}

请注意,这里我们将答案四舍五入到最近的km。

我已经创建了这个小Javascript LatLng对象,可能对某人有用。

var latLng1 = new LatLng(5, 3);
var latLng2 = new LatLng(6, 7);
var distance = latLng1.distanceTo(latLng2); 

代码:

/**
 * latLng point
 * @param {Number} lat
 * @param {Number} lng
 * @returns {LatLng}
 * @constructor
 */
function LatLng(lat,lng) {
    this.lat = parseFloat(lat);
    this.lng = parseFloat(lng);

    this.__cache = {};
}

LatLng.prototype = {
    toString: function() {
        return [this.lat, this.lng].join(",");
    },

    /**
     * calculate distance in km to another latLng, with caching
     * @param {LatLng} latLng
     * @returns {Number} distance in km
     */
    distanceTo: function(latLng) {
        var cacheKey = latLng.toString();
        if(cacheKey in this.__cache) {
            return this.__cache[cacheKey];
        }

        // the fastest way to calculate the distance, according to this jsperf test;
        // http://jsperf.com/haversine-salvador/8
        // http://stackoverflow.com/questions/27928
        var deg2rad = 0.017453292519943295; // === Math.PI / 180
        var lat1 = this.lat * deg2rad;
        var lng1 = this.lng * deg2rad;
        var lat2 = latLng.lat * deg2rad;
        var lng2 = latLng.lng * deg2rad;
        var a = (
            (1 - Math.cos(lat2 - lat1)) +
            (1 - Math.cos(lng2 - lng1)) * Math.cos(lat1) * Math.cos(lat2)
            ) / 2;
        var distance = 12742 * Math.asin(Math.sqrt(a)); // Diameter of the earth in km (2 * 6371)

        // cache the distance
        this.__cache[cacheKey] = distance;

        return distance;
    }
};

精确计算中长点之间距离所需的函数是复杂的,陷阱也很多。我不推荐哈弗辛或其他球形的解决方案,因为有很大的不准确性(地球不是一个完美的球体)。vincenty公式更好,但在某些情况下会抛出错误,即使编码正确。

与其自己编写函数,我建议使用geopy,它已经实现了非常精确的地理库来进行距离计算(论文来自作者)。

#pip install geopy
from geopy.distance import geodesic
NY = [40.71278,-74.00594]
Beijing = [39.90421,116.40739]
print("WGS84: ",geodesic(NY, Beijing).km) #WGS84 is Standard
print("Intl24: ",geodesic(NY, Beijing, ellipsoid='Intl 1924').km) #geopy includes different ellipsoids
print("Custom ellipsoid: ",geodesic(NY, Beijing, ellipsoid=(6377., 6356., 1 / 297.)).km) #custom ellipsoid

#supported ellipsoids:
#model             major (km)   minor (km)     flattening
#'WGS-84':        (6378.137,    6356.7523142,  1 / 298.257223563)
#'GRS-80':        (6378.137,    6356.7523141,  1 / 298.257222101)
#'Airy (1830)':   (6377.563396, 6356.256909,   1 / 299.3249646)
#'Intl 1924':     (6378.388,    6356.911946,   1 / 297.0)
#'Clarke (1880)': (6378.249145, 6356.51486955, 1 / 293.465)
#'GRS-67':        (6378.1600,   6356.774719,   1 / 298.25)

这个库的唯一缺点是它不支持向量化计算。 对于向量化计算,您可以使用新的gevectorslib。

#pip install geovectorslib
from geovectorslib import inverse
print(inverse(lats1,lons1,lats2,lons2)['s12'])

lat和lon是numpy数组。Geovectorslib是非常准确和非常快!我还没有找到改变椭球的方法。标准采用WGS84椭球,是大多数用途的最佳选择。

Java实现在根据哈弗辛公式

double calculateDistance(double latPoint1, double lngPoint1, 
                         double latPoint2, double lngPoint2) {
    if(latPoint1 == latPoint2 && lngPoint1 == lngPoint2) {
        return 0d;
    }

    final double EARTH_RADIUS = 6371.0; //km value;

    //converting to radians
    latPoint1 = Math.toRadians(latPoint1);
    lngPoint1 = Math.toRadians(lngPoint1);
    latPoint2 = Math.toRadians(latPoint2);
    lngPoint2 = Math.toRadians(lngPoint2);

    double distance = Math.pow(Math.sin((latPoint2 - latPoint1) / 2.0), 2) 
            + Math.cos(latPoint1) * Math.cos(latPoint2)
            * Math.pow(Math.sin((lngPoint2 - lngPoint1) / 2.0), 2);
    distance = 2.0 * EARTH_RADIUS * Math.asin(Math.sqrt(distance));

    return distance; //km value
}

下面是Haversine公式的typescript实现

static getDistanceFromLatLonInKm(lat1: number, lon1: number, lat2: number, lon2: number): number {
    var deg2Rad = deg => {
        return deg * Math.PI / 180;
    }

    var r = 6371; // Radius of the earth in km
    var dLat = deg2Rad(lat2 - lat1);   
    var dLon = deg2Rad(lon2 - lon1);
    var a =
        Math.sin(dLat / 2) * Math.sin(dLat / 2) +
        Math.cos(deg2Rad(lat1)) * Math.cos(deg2Rad(lat2)) *
        Math.sin(dLon / 2) * Math.sin(dLon / 2);
    var c = 2 * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1 - a));
    var d = r * c; // Distance in km
    return d;
}