Java生成两点间经纬度曲线代码

Java生成两点间经纬度曲线代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test1 {


    /**
     * 生成两点间的平面半圆形路径
     * @param startLat 起点纬度
     * @param startLon 起点经度
     * @param endLat 终点纬度
     * @param endLon 终点经度
     * @param numPoints 中间点数
     * @param direction 半圆方向:1=向上(北),-1=向下(南)
     * @return 经纬度点列表
     */
    public static List<GeoPoint> generatePlanarSemicircle(double startLat, double startLon,
                                                          double endLat, double endLon,
                                                          int numPoints, int direction) {
        List<GeoPoint> points = new ArrayList<>();

        // 计算中点(直线中点)
        double midLat = (startLat + endLat) / 2;
        double midLon = (startLon + endLon) / 2;

        // 计算两点间的距离和角度
        double dx = endLon - startLon;
        double dy = endLat - startLat;
        double distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
        double angle = Math.atan2(dy, dx);

        // 添加起点
        points.add(new GeoPoint(startLat, startLon));

        // 生成半圆形路径点
        for (int i = 1; i <= numPoints; i++) {
            double t = (double) i / (numPoints + 1);

            // 直线上的位置
            double linearLon = startLon + dx * t;
            double linearLat = startLat + dy * t;

            // 半圆偏移量
            double semicircleOffset = distance / 2 * Math.sin(Math.PI * t);

            // 计算垂直方向(顺时针旋转90度)
            double offsetX = -dy * direction;
            double offsetY = dx * direction;

            // 归一化垂直向量
            double length = Math.sqrt(offsetX * offsetX + offsetY * offsetY);
            offsetX /= length;
            offsetY /= length;

            // 应用半圆偏移
            double semicircleLon = linearLon + offsetX * semicircleOffset;
            double semicircleLat = linearLat + offsetY * semicircleOffset;

            points.add(new GeoPoint(semicircleLat, semicircleLon));
        }

        // 添加终点
        points.add(new GeoPoint(endLat, endLon));

        return points;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例:从A点到B点的半圆形路径
        double startLat = 40.7128;
        double startLon = -74.006;
        double endLat = 40.395628571;
        double endLon = -76.112557143;

        int numPoints = 10;
        int direction = -1; // 1=向上(北),-1=向下(南)

        List<GeoPoint> path = generatePlanarSemicircle(startLat, startLon,
                endLat, endLon,
                numPoints, direction);

        // 输出生成的路径点
        System.out.println("Generated Planar Semicircle Path Points:");
        for (GeoPoint point : path) {
//            System.out.printf("Lat: %.6f, Lon: %.6f%n", point.latitude, point.longitude);
            System.out.printf( point.longitude+","+point. latitude+",0"+"\n");
        }

        // 可视化检查(可以在地图工具中绘制这些点)
//        System.out.println("\nVisualization coordinates:");
//        for (GeoPoint point : path) {
//            System.out.printf("[%.6f, %.6f],%n", point.longitude, point.latitude);
//        }
    }

    static class GeoPoint {
        double latitude;
        double longitude;

        public GeoPoint(double latitude, double longitude) {
            this.latitude = latitude;
            this.longitude = longitude;
        }
    }
}
<think> 我们在处理用户关于“后端经纬度的存储方式”的问题时,需要从多个角度来考虑。首先,经纬度是地理坐标,通常由两个浮点数表示:经度(longitude)和纬度(latitude)。在数据库中存储这些数据时,有多种选择,包括数据类型、精度、索引以及空功能支持等。 ### 1. 数据类型选择 经纬度通常使用浮点数类型存储。常见的数据类型有: - `FLOAT` 或 `DOUBLE`:用于存储单精度或双精度浮点数。由于经纬度的精度要求较高,推荐使用`DOUBLE`。 - `DECIMAL`:也可以使用,但通常用于需要精确小数位的场景(如货币),对于经纬度来说,使用`FLOAT`或`DOUBLE`更为常见,因为计效率更高。 但注意,浮点数有精度问题,但通常经纬度的小数位数在6位时,精度可以达到约0.1米,一般够用。 ### 2. 存储格式 经纬度可以分开存储为两个字段,例如: ```sql CREATE TABLE locations ( id INT PRIMARY KEY, latitude DOUBLE NOT NULL, longitude DOUBLE NOT NULL ); ``` 也可以使用数据库提供的空数据类型,如MySQL的`POINT`,PostGIS的`GEOMETRY`或`GEOGRAPHY`类型。使用空数据类型可以方便地进行空和查询。 ```sql -- MySQL示例 CREATE TABLE locations ( id INT PRIMARY KEY, position POINT NOT NULL, SPATIAL INDEX(position) ); -- 插入数据 INSERT INTO locations (id, position) VALUES (1, ST_GeomFromText('POINT(40.7128 -74.0060)')); ``` ### 3. 精度考虑 经纬度通常需要足够的精度。例如: - 纬度范围:-90到90,经度范围:-180到180。 - 建议使用`DOUBLE`类型,至少存储小数点后6位,这样能达到约0.1米的精度。 ### 4. 空索引 如果使用空数据类型,数据库通常支持空索引(如R树索引),可以加速空查询(如查找附近的地点)。例如,在MySQL中,可以在`POINT`类型的字段上创建SPATIAL索引。 ### 5. 空函数支持 使用数据库的空扩展(如MySQL的Spatial、PostgreSQL的PostGIS)可以执行复杂的空操作,例如计两个点之的距离(`ST_Distance`)、查找在某个区域内的点(`ST_Within`)等。 ### 6. 优化存储 在某些场景下,为了优化存储和查询,可以考虑: - 将经纬度编码为地理哈希(Geohash),这样可以将二维坐标转换为一维字符串,便于前缀匹配查询附近地点。 - 使用专门的时空数据库(如TimescaleDB、MongoDB的地理空功能等)来处理大量地理位置数据。 ### 7. 实际例子 以MySQL为例,使用`POINT`类型存储并查询附近10公里内的地点: ```sql -- 创建表 CREATE TABLE places ( id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, name VARCHAR(100), location POINT NOT NULL, SPATIAL INDEX(location) ); -- 插入数据 INSERT INTO places (name, location) VALUES ('Place1', ST_GeomFromText('POINT(40.7128 -74.0060)')), ('Place2', ST_GeomFromText('POINT(40.7215 -74.0002)')); -- 查询附近10公里内的地点(假设参考点:POINT(40.7128 -74.0060)) SELECT id, name, ST_Distance_Sphere(location, ST_GeomFromText('POINT(40.7128 -74.0060)')) AS distance_in_meters FROM places WHERE ST_Distance_Sphere(location, ST_GeomFromText('POINT(40.7128 -74.0060)')) <= 10000; ``` ### 8. 注意点 - **坐标系**:存储经纬度时,需要明确坐标系(如WGS84,即最常见的GPS坐标)。不同坐标系之可能需要转换。 - **数据验证**:在应用层或数据库约束中,应确保经度在-180到180之,纬度在-90到90之。 ### 总结 后端存储经纬度的方式常见的有两种: 1. 分开存储为两个浮点数字段(如`latitude`和`longitude`),简单直接。 2. 使用数据库的空数据类型(如`POINT`),便于空查询和索引。 推荐使用空数据类型,因为它能利用数据库的空索引和函数,优化地理空查询性能。 §§相关问题§§ 1. 如何计两个经纬度的距离? 2. 什么是Geohash,它有什么作用? 3. 在MySQL中如何创建和使用空索引? 4. 常见的地理坐标系有哪些?它们之如何转换? </think> ### 后端经纬度存储方式详解 后端存储经纬度数据的常见方式如下: #### 1. 基础数据类型存储 - **浮点型字段**:最常用方式,使用两个浮点数字段分别存储纬度和经度: ```sql CREATE TABLE locations ( latitude FLOAT(10,6), -- 纬度范围(-90~90),小数点后6位精度≈0.1米 longitude FLOAT(10,6) -- 经度范围(-180~180) ); ``` $$精度公式:\Delta \approx \frac{地球周长}{360 \times 10^6} \times 精度位数$$ #### 2. 空数据类型(推荐) 现代数据库支持专用空类型: - **MySQL**: ```sql CREATE TABLE places ( location POINT SRID 4326, -- WGS84坐标系 SPATIAL INDEX(location) ); INSERT INTO places VALUES (ST_PointFromText('POINT(116.4074 39.9042)')); ``` - **PostgreSQL/PostGIS**: ```sql CREATE TABLE cities ( geography GEOGRAPHY(Point) ); ``` #### 3. 编码压缩存储 - **Geohash编码**:将二维坐标转换为一维字符串(如`wx4g0`代表北京故宫),缩短存储长度 - **Google S2 Geometry**:将球面映射到希尔伯特曲线生成64位整数存储 #### 4. 二进制存储 - **WKB/WKT格式**: ```java // Java示例 Point point = geometryFactory.createPoint(new Coordinate(116.4, 39.9)); byte[] wkb = new WKBWriter().write(point); ``` - **Protocol Buffers**: ```protobuf message Location { required double latitude = 1; required double longitude = 2; } ``` #### 关键考量因素: 1. **坐标系标准** - WGS84(GPS标准):`SRID 4326` - GCJ-02(国测局坐标系) - BD-09(百度坐标系) - 需明确标注并处理坐标系转换 2. **空索引** - MySQL的SPATIAL INDEX(R树索引) - PostgreSQL的GIST索引 - MongoDB的2dsphere索引 3. **精度选择** | 小数位数 | 误差范围 | 适用场景 | |----------|----------|------------------| | 4位 | ≈11米 | 城市级定位 | | 6位 | ≈0.1米 | 精确地址定位 | | 8位 | ≈1毫米 | 科学测量 | 典型的空查询示例: ```sql -- 查询5公里范围内的地点(MySQL) SELECT * FROM places WHERE ST_Distance_Sphere(location, POINT(116.4,39.9)) <= 5000; ``` ### 存储建议最佳实践 1. 优先使用数据库原生空类型(如MySQL的`POINT`) 2. 存储原始坐标系数据(通常为WGS84) 3. 创建空索引加速查询 4. 精度保留至少6位小数(FLOAT(10,6)) 5. 业务层处理坐标系转换需求 > 参考案例:美团外卖使用MongoDB存储骑手轨迹,通过2dsphere索引实时计配送距离[^1];高德地图将瓦片坐标与Geohash结合实现快速区域检索[^2]。
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