python 经纬度求两点距离、三点面积操作
给出地球上两点的经纬度,计算两点之间的球面距离。给出地球上三点的经纬度,求形成的三角形面积。
对于这样的需求,可以通过使用半正失公式来计算得到我们想要的距离,面积值。
先给出半正失公式(haversine formula):
先看第一个式,等号的右边,输入参数有φ、λ,等号的右边有d、r,其中φ表示纬度,λ表示经度,d是我们要的两点的距离,
r是地球半径,d/r表示两点在圆上的弧度θ。
通过整理两个式子可得:
也就是说,只要根据上面最后这行式子,带入相应的经纬度值,以及地球半径,就可以得到我们想要的两点的球面距离,
在这里我们假设地球为均匀球体(r=6371.393公里)。
具体的python代码实现如下:
import math class cal_distance(object): def __init__(self,**kwargs): self.lat1 = kwargs.get('lat1') self.lon1 = kwargs.get('lon1') self.lat2 = kwargs.get('lat2') self.lon2 = kwargs.get('lon2') def twopoint_distance(self): R=6371.393 dlat=self.deg2rad(self.lat2-self.lat1) dlon=self.deg2rad(self.lon2-self.lon1) a=math.sin(dlat/2)**2+math.cos(self.deg2rad(self.lat1))*math.cos(self.deg2rad(self.lat2))*math.sin(dlon/2)**2 c=2*math.atan2(math.sqrt(a),math.sqrt(1-a)) return R*c def deg2rad(self,deg): return deg*(math.pi/180)
定义一个cal_distance类,功能为输入参数为两点的经纬度计算两点的球面距离。deg2reg函数为度数转弧度函数,twopoint_distance为距离计算功能函数,输出两点距离,单位为千米(公里)。
from cal_distance import cal_distance def run(): point1_lat = 39.2186266952 point2_lat = 39.08579871 point1_lon = 117.8175961241 point2_lon = 117.7040162 Distance = cal_distance(lat1=point1_lat,lon1=point1_lon1,lat2=point2_lat,lon2=point2_lon) distance = Distance.twopoint_distance() print distance if __name__=='__main__': run()
这段代码为具体的函数调用部分,实例化对象,调用twopoint_distance(),就可以得到我们想要的距离值了。
在现在的代码基础上,想要计算三个点围成的面积就很容易实现了。三个点两两求出三条边的距离,利用三边求面积公式,就可以得到三角形的面积值。
下面给出类的定义部分:
import math class cal_area(object): def __init__(self,**kwargs): self.lat1 = kwargs.get('lat1') self.lon1 = kwargs.get('lon1') self.lat2 = kwargs.get('lat2') self.lon2 = kwargs.get('lon2') self.lat3 = kwargs.get('lat3') self.lon3 = kwargs.get('lon3') def twopoint_distance(self,lat1,lon1,lat2,lon2): R=6371.393 dlat=self.deg2rad(lat2-lat1) dlon=self.deg2rad(lon2-lon1) a=math.sin(dlat/2)**2+math.cos(self.deg2rad(self.lat1))*math.cos(self.deg2rad(self.lat2))*math.sin(dlon/2)**2 c=2*math.atan2(math.sqrt(a),math.sqrt(1-a)) return R*c def deg2rad(self,deg): return deg*(math.pi/180) def area(self): distance12=self.twopoint_distance(self.lat1,self.lon1,self.lat2,self.lon2) distance13=self.twopoint_distance(self.lat1,self.lon1,self.lat3,self.lon3) distance23=self.twopoint_distance(self.lat2,self.lon2,self.lat3,self.lon3) p=self.half_perimeter(distance12,distance23,distance13) s=math.sqrt(p*(p-distance12)*(p-distance23)*(p-distance13)) return s def half_perimeter(a,b,c): return (a+b+c)/2
Python Haversine公式计算两点(经纬度坐标)距离
在WGS84坐标系下,计算两点(经纬度坐标)之间的距离(单位:km)。
import math def LLs2Dist(lat1, lon1, lat2, lon2): R = 6371 dLat = (lat2 - lat1) * math.pi / 180.0 dLon = (lon2 - lon1) * math.pi / 180.0 a = math.sin(dLat / 2) * math.sin(dLat / 2) + math.cos(lat1 * math.pi / 180.0) * math.cos(lat2 * math.pi / 180.0) * math.sin(dLon / 2) * math.sin(dLon / 2) c = 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1 - a)) dist = R * c return dist
验证:
x1 = 37.779388 y1 = -122.423246 x2 = 32.719464 y2 = -117.220406 dist = LLs2Dist(y1, x1, y2, x2) print dist
输出结果为:
642.185478152
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持猪先飞。
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