Java实现地理坐标判断
Java实现地理坐标判断
在做一个海洋相关的项目时候，遇到这个需求，判断船只是否在雷达监控的区域内，或者是否在某个保护区内。抽象为在地理位置中，一个坐标点是否在由一个圆心和半径的圆区域内，一个点是否在由一组点构成的区域内。
分析
多边形和圆分开写，首先简单的就是判断是否在圆里面，如何判断一个坐标是否在圆形区域内，相信不用我说都知道，计算这个坐标点和圆心之间的距离，然后跟圆的半径进行比较，如果比半径大，就不在圆形区域内，如果小于等于圆的半径，则该坐标点在圆形区域内。
点在圆区域内
数学上的计算公式是这样的：
代码采用谷歌地图计算距离的方式，应该算是比较精确。
private static double EARTH_RADIUS = 6378.137;
private static double rad(double d) {
return d * Math.PI / 180.0;
}
/**
* 通过经纬度获取距离(单位：米)
*
* @param lat1
* @param lng1
* @param lat2
* @param lng2
* @return
*/
public static double getDistance(double lat1, double lng1, double lat2,
double lng2) {
double radLat1 = rad(lat1);
double radLat2 = rad(lat2);
double a = radLat1 - radLat2;
double b = rad(lng1) - rad(lng2);
double s = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a / 2), 2) +
Math.cos(radLat1) * Math.cos(radLat2) * Math.pow(Math.sin(b / 2), 2)));
s = s * EARTH_RADIUS;
s = Math.round(s * 10000d) / 10000d;
return s;
}
/**
* 判断一个点是否在圆形区域内
*/
public static boolean isInCircle(double lng1, double lat1, double lng2, double lat2, String radius) {
return getDistance(lat1, lng1, lat2, lng2) > Double.parseDouble(radius);
}
如果使用Math.hypot()方法，计算(经纬度距离时)结果会有偏差）：
double x = (lon1 - lon2) * PI * R * Math.cos(((lat1 + lat2) / 2) * PI / 180) / 180;
double y = (lat1 - lat2) * PI * R / 180;
double distance = Math.hypot(x, y);
点在多边形区域内
这里用到JAVA的关于坐标系和几何图形的一个类GeneralPath，使用这个类，结合传入的各顶点参数，画一个几何图形，并通过它自身的contains方法，判断一点是否在这个几何图形内。
也就是，通过JAVA已经封装好的方法，画一个几何多边形，判断一点是否在这个几何多边形里面。
/**
* 判断是否在多边形区域内
*
* @param pointLon
* 要判断的点的纵坐标
* @param pointLat
* 要判断的点的横坐标
* @param lon
* 区域各顶点的纵坐标数组
* @param lat
* 区域各顶点的横坐标数组
* @return
*/
public static boolean isInPolygon(double pointLon, double pointLat, double[] lon,double[] lat) {
// 将要判断的横纵坐标组成一个点
Point2D.Double point = new Point2D.Double(pointLon, pointLat);
// 将区域各顶点的横纵坐标放到一个点集合里面
List<Point2D.Double> pointList = new ArrayList<Point2D.Double>();
double polygonPoint_x = 0.0, polygonPoint_y = 0.0;
for (int i = 0; i < lon.length; i++) {
polygonPoint_x = lon[i];
polygonPoint_y = lat[i];
Point2D.Double polygonPoint = new Point2D.Double(polygonPoint_x, polygonPoint_y);
pointList.add(polygonPoint);
}
return check(point, pointList);
}
/**
* 一个点是否在多边形内
*
* @param point
* 要判断的点的横纵坐标
* @param polygon
* 组成的顶点坐标集合
* @return
*/
private static boolean check(Point2D.Double point, List<Point2D.Double> polygon) {
java.awt.geom.GeneralPath peneralPath = new java.awt.geom.GeneralPath();
Point2D.Double first = polygon.get(0);
// 通过移动到指定坐标（以双精度指定），将一个点添加到路径中
peneralPath.moveTo(first.x, first.y);
polygon.remove(0);
for (Point2D.Double d : polygon) {
// 通过绘制一条从当前坐标到新指定坐标（以双精度指定）的直线，将一个点添加到路径中。
peneralPath.lineTo(d.x, d.y);
}
// 将几何多边形封闭
peneralPath.lineTo(first.x, first.y);
peneralPath.closePath();
// 测试指定的 Point2D 是否在 Shape 的边界内。
return peneralPath.contains(point);
}
点在多边形区域内（简单版）
先将横纵坐标数组的横坐标最大最小值，纵坐标的最大最小值，求出来，需要判断的一点大于横纵坐标的最大值或者小于横纵坐标的最小值，也就是粗略的计算一下，如果这个条件不满足的话，就不用往下计算了，直接不在指定的区域里面。
/**
* 判断该地理坐标是否在最大范围区域内
*
* @param pointLon
* 要判断的点的纵坐标
* @param pointLat
* 要判断的点的横坐标
* @param lon
* 指定区域的纵坐标组成的数组
* @param lat
* 指定区域的横坐标组成的数组
* @return
*/
private static boolean isInMaxArea(double pointLon, double pointLat, double[] lon,
double[] lat) {
// 获取区域横纵坐标最大值和最小值
double temp = 0.0;
for (int i = 0; i < lon.length; i++) {
for (int j = 0; j < lon.length - i - 1; j++) {
if (lon[j] > lon[j + 1]) {
temp = lon[j];
lon[j] = lon[j + 1];
lon[j + 1] = temp;
}
}
}
for (int i = 0; i < lat.length; i++) {
for (int j = 0; j < lat.length - i - 1; j++) {
if (lat[j] > lat[j + 1]) {
temp = lat[j];
lat[j] = lat[j + 1];
lat[j + 1] = temp;
}
}
}
// 如果在最值组成的区域外，那肯定不在重点区域内
return (pointLon < lon[0] || pointLon > lon[lon.length - 1] || pointLat < lat[0]
|| pointLat > lat[lat.length - 1]);
}
如果通过了上面的判断，可以进行接下来的算法判断了
用到了两点间的斜率公式
这个方法就是，通过一点，画一条线，这条线与多边形相交，如果相交点数位奇数，就在区域内，如果为偶数，就不在区域内
代码：
/**
* 判断坐标是否在重点区域内
*
* @param pointLon
* 要判断的点的纵坐标
* @param pointLat
* 要判断的点的横坐标
* @param lon
* 指定区域的纵坐标组成的数组
* @param lat
* 指定区域的横坐标组成的数组
* @return
*/
private static boolean isInAccurateArea(double pointLon, double pointLat, double[] lon,
double[] lat) {
// 代表有几个点
int vertexNum = lon.length;
boolean result = false;
for (int i = 0, j = vertexNum - 1; i < vertexNum; j = i++) {
// 满足条件，与多边形相交一次，result布尔值取反一次，奇数个则在区域内
if ((lon[i] > pointLon) != (lon[j] > pointLon)
&& (pointLat < (lat[j] - lat[i]) * (pointLon - lon[i]) / (lon[j] - lon[i])
+ lat[i])) {
result = !result;
}
}
return result;
}
参考博客：https://blog.csdn.net/u012898245/article/details/79450433
