cn.hutool.core.util.CoordinateUtil Maven / Gradle / Ivy
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package cn.hutool.core.util;
import java.io.Serializable;
import java.util.Objects;
/**
* 坐标系转换相关工具类，主流坐标系包括：
*
* - WGS84坐标系：即地球坐标系，中国外谷歌地图
* - GCJ02坐标系：即火星坐标系，高德、腾讯、阿里等使用
* - BD09坐标系：即百度坐标系，GCJ02坐标系经加密后的坐标系。百度、搜狗等使用
*
*
* 坐标转换相关参考: https://tool.lu/coordinate/
* 参考：https://github.com/JourWon/coordinate-transform
*
* @author hongzhe.qin(qin462328037at163.com), looly
* @since 5.7.16
*/
public class CoordinateUtil {
/**
* 坐标转换参数：(火星坐标系与百度坐标系转换的中间量)
*/
public static final double X_PI = 3.1415926535897932384626433832795 * 3000.0 / 180.0;
/**
* 坐标转换参数：π
*/
public static final double PI = 3.1415926535897932384626433832795D;
/**
* 地球半径（Krasovsky 1940）
*/
public static final double RADIUS = 6378245.0D;
/**
* 修正参数（偏率ee）
*/
public static final double CORRECTION_PARAM = 0.00669342162296594323D;
/**
* 判断坐标是否在国外
* 火星坐标系 (GCJ-02)只对国内有效，国外无需转换
*
* @param lng 经度
* @param lat 纬度
* @return 坐标是否在国外
*/
public static boolean outOfChina(double lng, double lat) {
return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || (lat < 0.8293 || lat > 55.8271);
}
//----------------------------------------------------------------------------------- WGS84
/**
* WGS84 转换为 火星坐标系 (GCJ-02)
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return 火星坐标 (GCJ-02)
*/
public static Coordinate wgs84ToGcj02(double lng, double lat) {
return new Coordinate(lng, lat).offset(offset(lng, lat, true));
}
/**
* WGS84 坐标转为 百度坐标系 (BD-09) 坐标
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return bd09 坐标
*/
public static Coordinate wgs84ToBd09(double lng, double lat) {
final Coordinate gcj02 = wgs84ToGcj02(lng, lat);
return gcj02ToBd09(gcj02.lng, gcj02.lat);
}
//----------------------------------------------------------------------------------- GCJ-02
/**
* 火星坐标系 (GCJ-02) 转换为 WGS84
*
* @param lng 经度坐标
* @param lat 纬度坐标
* @return WGS84 坐标
*/
public static Coordinate gcj02ToWgs84(double lng, double lat) {
return new Coordinate(lng, lat).offset(offset(lng, lat, false));
}
/**
* 火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return BD-09 坐标
*/
public static Coordinate gcj02ToBd09(double lng, double lat) {
double z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * X_PI);
double theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * X_PI);
double bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
double bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
return new Coordinate(bd_lng, bd_lat);
}
//----------------------------------------------------------------------------------- BD-09
/**
* 百度坐标系 (BD-09) 与 火星坐标系 (GCJ-02)的转换
* 即 百度 转 谷歌、高德
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return GCJ-02 坐标
*/
public static Coordinate bd09ToGcj02(double lng, double lat) {
double x = lng - 0.0065;
double y = lat - 0.006;
double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
double gg_lng = z * Math.cos(theta);
double gg_lat = z * Math.sin(theta);
return new Coordinate(gg_lng, gg_lat);
}
/**
* 百度坐标系 (BD-09) 与 WGS84 的转换
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return WGS84坐标
*/
public static Coordinate bd09toWgs84(double lng, double lat) {
final Coordinate gcj02 = bd09ToGcj02(lng, lat);
return gcj02ToWgs84(gcj02.lng, gcj02.lat);
}
/**
* WGS84 坐标转为 墨卡托投影
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @return 墨卡托投影
*/
public static Coordinate wgs84ToMercator(double lng, double lat) {
double x = lng * 20037508.342789244 / 180;
double y = Math.log(Math.tan((90 + lat) * Math.PI / 360)) / (Math.PI / 180);
y = y * 20037508.342789244 / 180;
return new Coordinate(x, y);
}
/**
* 墨卡托投影 转为 WGS84 坐标
*
* @param mercatorX 墨卡托X坐标
* @param mercatorY 墨卡托Y坐标
* @return WGS84 坐标
*/
public static Coordinate mercatorToWgs84(double mercatorX, double mercatorY) {
double x = mercatorX / 20037508.342789244 * 180;
double y = mercatorY / 20037508.342789244 * 180;
y = 180 / Math.PI * (2 * Math.atan(Math.exp(y * Math.PI / 180)) - Math.PI / 2);
return new Coordinate(x, y);
}
//----------------------------------------------------------------------------------- Private methods begin
/**
* WGS84 与 火星坐标系 (GCJ-02)转换的偏移算法（非精确）
*
* @param lng 经度值
* @param lat 纬度值
* @param isPlus 是否正向偏移：WGS84转GCJ-02使用正向，否则使用反向
* @return 偏移坐标
*/
private static Coordinate offset(double lng, double lat, boolean isPlus) {
double dlng = transLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
double dlat = transLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
double magic = Math.sin(lat / 180.0 * PI);
magic = 1 - CORRECTION_PARAM * magic * magic;
final double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
dlng = (dlng * 180.0) / (RADIUS / sqrtMagic * Math.cos(lat / 180.0 * PI) * PI);
dlat = (dlat * 180.0) / ((RADIUS * (1 - CORRECTION_PARAM)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
if(false == isPlus){
dlng = - dlng;
dlat = - dlat;
}
return new Coordinate(dlng, dlat);
}
/**
* 计算经度坐标
*
* @param lng 经度坐标
* @param lat 纬度坐标
* @return ret 计算完成后的
*/
private static double transLng(double lng, double lat) {
double ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(lng * PI) + 40.0 * Math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (150.0 * Math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
/**
* 计算纬度坐标
*
* @param lng 经度
* @param lat 纬度
* @return ret 计算完成后的
*/
private static double transLat(double lng, double lat) {
double ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat
+ 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (20.0 * Math.sin(lat * PI) + 40.0 * Math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
ret += (160.0 * Math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
return ret;
}
//----------------------------------------------------------------------------------- Private methods end
/**
* 坐标经纬度
*
* @author looly
*/
public static class Coordinate implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
/**
* 经度
*/
private double lng;
/**
* 纬度
*/
private double lat;
/**
* 构造
*
* @param lng 经度
* @param lat 纬度
*/
public Coordinate(double lng, double lat) {
this.lng = lng;
this.lat = lat;
}
/**
* 获取经度
*
* @return 经度
*/
public double getLng() {
return lng;
}
/**
* 设置经度
*
* @param lng 经度
* @return this
*/
public Coordinate setLng(double lng) {
this.lng = lng;
return this;
}
/**
* 获取纬度
*
* @return 纬度
*/
public double getLat() {
return lat;
}
/**
* 设置纬度
*
* @param lat 纬度
* @return this
*/
public Coordinate setLat(double lat) {
this.lat = lat;
return this;
}
/**
* 当前坐标偏移指定坐标
*
* @param offset 偏移量
* @return this
*/
public Coordinate offset(Coordinate offset){
this.lng += offset.lng;
this.lat += offset.lat;
return this;
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) {
return true;
}
if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
return false;
}
Coordinate that = (Coordinate) o;
return Double.compare(that.lng, lng) == 0 && Double.compare(that.lat, lat) == 0;
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(lng, lat);
}
@Override
public String toString() {
return "Coordinate{" +
"lng=" + lng +
", lat=" + lat +
'}';
}
}
}