地理信息-圆形、椭圆、扇形的表示方法及相关判断

目录

写在前面

一、长度（米）转换为经纬度

二、将圆形、椭圆、扇形用Geometry对象表示

表示圆形

表示椭圆

表示扇形

效果展示

三、判断线段与图形是否相交

写在前面

因为项目需要，做了些地理信息的开发工作，主要包括三部分：
1、将长度（米）转换成经纬度的度数；
2、将圆形、椭圆、矩形、扇形用Java对象表示：用到com.vividsolutions.jts.util.GeometricShapeFactory工厂类和com.vividsolutions.jts.geom.Geometry对象；
3、判断线段与上述图形在地图上是否相交。

一、长度（米）转换为经纬度

长度和经纬度转换中，纬度转换容易，因为所有纬线等长，可是不同位置经线长度不同，导致不同位置经度转换不同。下面我整理经度和纬度转换两种方式：

• 定义地球半径

/**
     * 定义地球半径（米）
     */
    private static final double R_EARTH = 6371000;

• 定义地球赤道周长

/**
     * 定义地球赤道周长（米）
     */
    private static final double P_EARTH = 2 * Math.PI * R_EARTH;

• 将长度转换为纬度

/**
     * 将Y轴的长度（米）转换成纬度
     * @param length
     * @return
     */
    public static double parseYLengthToDegree(double length){
        //这种方式不对 半径会偏长
        //将length长度转换为度数
//        double yDegree = length / EARTH_RADIUS * 360;
//        return yDegree;

        //使用Y轴做计量 会形成一个椭圆弧 这里在X轴也组处理暂时 没有找到方案
        Double degree = ((2 * Math.PI * 3959 ) * 1609) / 360.0;

        Double dpmLat = 1 / degree;
        Double radiusLat = dpmLat * length;
        return radiusLat;
    }

• 将长度转换为经度
  根据线段所在纬度，首先计算当前纬度的地球经线长，除以360得出每度经线的长度，即可将长度转换为经度。

/**
     * 根据所在纬度，将X轴的长度（米）转换成经度
     * （因为不同纬度下，1°经度代表的长度不同）
     * @param y 所在纬度
     * @param length 线段长度
     * @return
     */
    public static double parseXLengthToDegree(double y,double length){
        //将角度（纬度）转换为弧度
        double latRadian = Math.toRadians(y);
        //计算当前纬度地球周长
        double latPEarth = P_EARTH * Math.cos(latRadian);
        //将length长度转换为度数
        double xDegree = length / latPEarth * 360;
        return xDegree;
    }

二、将圆形、椭圆、扇形用Geometry对象表示

表示圆形

输入参数为中心点的经纬度、半径（米），先将半径转换为经纬度单位，使用com.vividsolutions.jts.util包，生成GeometricShapeFactory工厂类对象，设置相应参数，生成Geometry圆形对象。

import com.vividsolutions.jts.geom.*;
	import com.vividsolutions.jts.util.GeometricShapeFactory;
    /**
     * 根据圆形中心点经纬度、半径生成圆形（类圆形，32边多边形）
     * @param x 中心点经度
     * @param y 中心点纬度
     * @param radius 半径（米）
     * @return
     */
    public static Polygon createCircle(double x, double y, final double radius) {
        //将半径转换为度数
        double radiusDegree = parseYLengthToDegree(radius);
        //生成工厂类
		private static GeometricShapeFactory shapeFactory = new GeometricShapeFactory();
		//设置生成的类圆形边数
        shapeFactory.setNumPoints(32);
        //设置圆形中心点经纬度
        shapeFactory.setCentre(new Coordinate(x, y));
        //设置圆形直径
        shapeFactory.setSize(radiusDegree * 2);
        //使用工厂类生成圆形
        Polygon circle = shapeFactory.createCircle();
        return circle;
    }

表示椭圆

输入参数为：中心点经纬度、长轴长度（米）、短轴长度（米）、长轴和X轴夹角（度）。
首先将长轴和短轴转换为经纬度，
然后将夹角转换为弧度，
为GeometricShapeFactory工厂类设置相关属性，生成Geometry椭圆对象。

/**
     * 根据中心点经纬度、长轴、短轴、角度生成椭圆
     * @param x
     * @param y
     * @param macroaxis
     * @param brachyaxis
     * @param direction
     * @return
     */
    public static Polygon createEllipse(double x,double y,double macroaxis,double brachyaxis,double direction){
        //将长短轴转换为度数
        double macroaxisDegree = parseYLengthToDegree(macroaxis);
        double brachyaxisDegree = parseYLengthToDegree(brachyaxis);
        //将夹角转换为弧度
        double radians = Math.toRadians(direction);
        //设置中心点
        shapeFactory.setCentre(new Coordinate(x,y));
        //设置长轴长度
        shapeFactory.setWidth(macroaxisDegree);
        //设置短轴长度
        shapeFactory.setHeight(brachyaxisDegree);
        //设置长轴和X轴夹角
        shapeFactory.setRotation(radians);
        //生成椭圆对象
        Polygon ellipse = shapeFactory.createEllipse();
        return ellipse;
    }

表示扇形

输入参数：中心点经纬度、扇形半径（米）、起始角度、终止角度；
首先将半径转换为经纬度度数，
然后将起始角度和终止角度转换为弧度，
为GeometricShapeFactory工厂类设置相关属性，生成Geometry扇形对象。

/**
     * 根据中心点经纬度、半径、起止角度生成扇形
     * @param x 经度
     * @param y 纬度
     * @param radius 半径（公里）
     * @param bAngle 起始角度（X轴正方向为0度，逆时针旋转）
     * @param eAngle 终止角度
     * @param pointsNum 点数（往上参考可以给32）
     * @return
     */
    public static Polygon createSector(double x,double y,double radius,double bAngle,double eAngle,int pointsNum){
        //将半径转换为度数
        double radiusDegree = parseYLengthToDegree(radius);
        //将起始角度转换为弧度
        double bAngleRadian = Math.toRadians(bAngle);
        //将终止角度-起始角度计算扇形夹角
        double angleRadian = Math.toRadians((eAngle - bAngle + 360) % 360);
        //设置点数
        shapeFactory.setNumPoints(pointsNum);
        //设置中心点经纬度
        shapeFactory.setCentre(new Coordinate(x, y));
        //设置直径
        shapeFactory.setSize(radiusDegree * 2);
        //传入起始角度和扇形夹角，生成扇形
        Polygon sector = shapeFactory.createArcPolygon(bAngleRadian,angleRadian);
        return sector;
    }

效果展示

三、判断线段与图形是否相交

先创建一个线段对象：

String lineStr = "LINESTRING(123.22 35.22,127.32 38.23)";
WKTReader wktReader = new WKTReader();
LineString line = (LineString) wktReader.read(strLine);

然后通过线段对象的方法来判断：

//判断线段是否包含在椭圆中
line.within(ellipse)
//判断线段与椭圆是否相交
line.crosses(ellipse)

其他形状同理。