Spring Boot集成geodesy实现距离计算

1.什么是geodesy？

浩瀚的宇宙中，地球是我们赖以生存的家园。自古以来，人类一直对星球上的位置和彼此的距离着迷。无论是航海探险、贸易往来还是科学研究，精确计算两个地点之间的距离都是至关重要的。 Geodesy：大地测量学的神奇力量 Geodesy，又称大地测量学，是一门研究地球形状、大小及其重力场的学科。在地球距离计算中，它扮演着至关重要的角色。Geodesy 的原理基于球面几何。首先，Geodesy 将地球近似为一个光滑的球体。然后，根据经纬度坐标，将两个地点视为球面上的两点。最后，使用球面距离公式：

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

其中，R 是地球半径，φ1 和 φ2 分别是两个地点的纬度，λ1 和 λ2 是两个地点的经度，d 是两点之间的距离。通过这个公式，Geodesy 能够快速准确地计算出地球上两个经纬度坐标之间的距离。

2.代码工程

实验目标

1.利用数学公式计算
2.利用Java库包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></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.gavaghan</groupId><artifactId>geodesy</artifactId><version>1.1.3</version></dependency></dependencies>
</project>

数学公式计算类

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();}}

库包调用

底层原理也是基于公式计算，方便大家使用才封装成包

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();}}

以上只是一些关键代码，所有代码请参见下面代码仓库

代码仓库

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

3.测试

编写测试类

@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);
}

运行单元测试，发现2种计算方式误差不大

distant1（m）：1212316.48
distant2（m）：1212391.2574948743

4.引用

探索地球两点间距离奥秘：深入剖析Geodesy和Geotools实现方法 - ByteZoneX社区
Spring Boot集成geodesy实现距离计算 | Harries Blog™