Medindo a distância entre duas coordenadas no PHP


145

Oi eu tenho a necessidade de calcular a distância entre dois pontos tendo o lat e long.

Eu gostaria de evitar qualquer chamada para API externa.

Eu tentei implementar a fórmula de Haversine no PHP:

Aqui está o código:

class CoordDistance
 {
    public $lat_a = 0;
    public $lon_a = 0;
    public $lat_b = 0;
    public $lon_b = 0;

    public $measure_unit = 'kilometers';

    public $measure_state = false;

    public $measure = 0;

    public $error = '';



    public function DistAB()

      {
          $delta_lat = $this->lat_b - $this->lat_a ;
          $delta_lon = $this->lon_b - $this->lon_a ;

          $earth_radius = 6372.795477598;

          $alpha    = $delta_lat/2;
          $beta     = $delta_lon/2;
          $a        = sin(deg2rad($alpha)) * sin(deg2rad($alpha)) + cos(deg2rad($this->lat_a)) * cos(deg2rad($this->lat_b)) * sin(deg2rad($beta)) * sin(deg2rad($beta)) ;
          $c        = asin(min(1, sqrt($a)));
          $distance = 2*$earth_radius * $c;
          $distance = round($distance, 4);

          $this->measure = $distance;

      }
    }

Testando-o com alguns pontos que têm distâncias públicas, não obtenho um resultado confiável.

Não entendo se há um erro na fórmula original ou na minha implementação


4
Eu encontrei o código de trabalho aqui em muitos idiomas, incluindo php geodatasource.com/developers/php
krishna

Respostas:


273

Há pouco tempo, escrevi um exemplo da fórmula haversine e publiquei no meu site:

/**
 * Calculates the great-circle distance between two points, with
 * the Haversine formula.
 * @param float $latitudeFrom Latitude of start point in [deg decimal]
 * @param float $longitudeFrom Longitude of start point in [deg decimal]
 * @param float $latitudeTo Latitude of target point in [deg decimal]
 * @param float $longitudeTo Longitude of target point in [deg decimal]
 * @param float $earthRadius Mean earth radius in [m]
 * @return float Distance between points in [m] (same as earthRadius)
 */
function haversineGreatCircleDistance(
  $latitudeFrom, $longitudeFrom, $latitudeTo, $longitudeTo, $earthRadius = 6371000)
{
  // convert from degrees to radians
  $latFrom = deg2rad($latitudeFrom);
  $lonFrom = deg2rad($longitudeFrom);
  $latTo = deg2rad($latitudeTo);
  $lonTo = deg2rad($longitudeTo);

  $latDelta = $latTo - $latFrom;
  $lonDelta = $lonTo - $lonFrom;

  $angle = 2 * asin(sqrt(pow(sin($latDelta / 2), 2) +
    cos($latFrom) * cos($latTo) * pow(sin($lonDelta / 2), 2)));
  return $angle * $earthRadius;
}

➽ Observe que você recupera a distância na mesma unidade em que passa com o parâmetro $earthRadius. O valor padrão é 6371000 metros, portanto o resultado também estará em [m]. Para obter o resultado em milhas, você poderia, por exemplo, passar 3959 milhas $earthRadiuse o resultado seria em [mi]. Na minha opinião, é um bom hábito manter as unidades SI, se não houver uma razão específica para fazer o contrário.

Editar:

Como TreyA corretamente apontou, a fórmula Haversine apresenta pontos fracos com pontos antipodais devido a erros de arredondamento (embora seja estável para pequenas distâncias). Para contorná-los, você pode usar a fórmula Vincenty .

/**
 * Calculates the great-circle distance between two points, with
 * the Vincenty formula.
 * @param float $latitudeFrom Latitude of start point in [deg decimal]
 * @param float $longitudeFrom Longitude of start point in [deg decimal]
 * @param float $latitudeTo Latitude of target point in [deg decimal]
 * @param float $longitudeTo Longitude of target point in [deg decimal]
 * @param float $earthRadius Mean earth radius in [m]
 * @return float Distance between points in [m] (same as earthRadius)
 */
public static function vincentyGreatCircleDistance(
  $latitudeFrom, $longitudeFrom, $latitudeTo, $longitudeTo, $earthRadius = 6371000)
{
  // convert from degrees to radians
  $latFrom = deg2rad($latitudeFrom);
  $lonFrom = deg2rad($longitudeFrom);
  $latTo = deg2rad($latitudeTo);
  $lonTo = deg2rad($longitudeTo);

  $lonDelta = $lonTo - $lonFrom;
  $a = pow(cos($latTo) * sin($lonDelta), 2) +
    pow(cos($latFrom) * sin($latTo) - sin($latFrom) * cos($latTo) * cos($lonDelta), 2);
  $b = sin($latFrom) * sin($latTo) + cos($latFrom) * cos($latTo) * cos($lonDelta);

  $angle = atan2(sqrt($a), $b);
  return $angle * $earthRadius;
}

1
@TreyA - Existem diferentes versões possíveis, esta versão implementa a fórmula na Wikipedia e é bem testada. O ângulo $ significa o ângulo no meio do mundo em radianos, para que se possa multiplicá-lo com o raio da terra. Também posso fornecer um exemplo da fórmula Vincenty mais complexa, se alguém estiver interessado.
martinstoeckli

@TreyA - Sim, eu sei, não tenho certeza do que você quer dizer com isso. Você testou a função e calculou um resultado errado? E você olhou para a fórmula na Wikipedia? Você realmente deve fazer seu próprio teste e me dar um exemplo do que você acha que está calculado errado.
275688 martinstoeckli

Desculpe, mas eu tenho que explicar algumas coisas agora. 1) A pergunta era sobre a fórmula de Haversine, você deve nos informar se sugerir o uso de outra fórmula. 2) A fórmula Haversine apresenta pontos fracos ao redor dos pólos, mas é precisa para pequenas distâncias (é um problema da fórmula da arccosina). 3) Você declarou que há uma etapa que falta com o ângulo calculado de $, isso é simplesmente errado, não pode melhorar o resultado, por favor, teste! 4) Concordo que seria melhor usar a fórmula estável Vincenty, já ofereci para dar um exemplo. Talvez você possa escrever uma resposta também?
martinstoeckli

@martinstoekli - você está correto, não falta um passo na sua fórmula Haversine. Tirei meus comentários para não confundir futuros leitores.
precisa

1
@PratikCJoshi - Finalmente encontrei tempo para adicionar uma observação sobre o uso de unidades diferentes.
27615 martinstoeckli

63

Encontrei este código que está me dando resultados confiáveis.

function distance($lat1, $lon1, $lat2, $lon2, $unit) {

  $theta = $lon1 - $lon2;
  $dist = sin(deg2rad($lat1)) * sin(deg2rad($lat2)) +  cos(deg2rad($lat1)) * cos(deg2rad($lat2)) * cos(deg2rad($theta));
  $dist = acos($dist);
  $dist = rad2deg($dist);
  $miles = $dist * 60 * 1.1515;
  $unit = strtoupper($unit);

  if ($unit == "K") {
      return ($miles * 1.609344);
  } else if ($unit == "N") {
      return ($miles * 0.8684);
  } else {
      return $miles;
  }
}

resultados :

echo distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "M") . " Miles<br>";
echo distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "K") . " Kilometers<br>";
echo distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "N") . " Nautical Miles<br>";

2
grande coisa, eu tentei isso e também o Google Maps mostra mesma distância únicas mudanças decimais aqui e ali ..
Zohair

E se você quiser calcular a distância entre três pontos?
Kexxcream 19/05/16

3
chamar essa função duas vezes e adicioná-los para cima, alternadamente você alterar a função de conformidade
janith Chinthana

retorna NaN em algumas condições stackoverflow.com/questions/37184259/…
Zahur Sh

23

É apenas uma adição às respostas @martinstoeckli e @Janith Chinthana . Para aqueles que curiosos sobre qual algoritmo é mais rápido, escrevi o teste de desempenho . O melhor resultado de desempenho mostra a função otimizada do codexworld.com :

/**
 * Optimized algorithm from http://www.codexworld.com
 *
 * @param float $latitudeFrom
 * @param float $longitudeFrom
 * @param float $latitudeTo
 * @param float $longitudeTo
 *
 * @return float [km]
 */
function codexworldGetDistanceOpt($latitudeFrom, $longitudeFrom, $latitudeTo, $longitudeTo)
{
    $rad = M_PI / 180;
    //Calculate distance from latitude and longitude
    $theta = $longitudeFrom - $longitudeTo;
    $dist = sin($latitudeFrom * $rad) 
        * sin($latitudeTo * $rad) +  cos($latitudeFrom * $rad)
        * cos($latitudeTo * $rad) * cos($theta * $rad);

    return acos($dist) / $rad * 60 *  1.853;
}

Aqui estão os resultados do teste:

Test name       Repeats         Result          Performance     
codexworld-opt  10000           0.084952 sec    +0.00%
codexworld      10000           0.104127 sec    -22.57%
custom          10000           0.107419 sec    -26.45%
custom2         10000           0.111576 sec    -31.34%
custom1         10000           0.136691 sec    -60.90%
vincenty        10000           0.165881 sec    -95.26%

No seu código, o multiplicador para os algoritmos do codexworlds é 1,852, enquanto o original real é 1,1515. Por que é isso? Por que a diferença?
GotBatteries

@GotBatteries O multiplicador original é de milhas. O retorno otimizado da função resulta em km. 1.1515 * 1.609344 = 1.853. Obrigado, corrigido para 1.853.
Alexander Yancharuk

Por que você não usa M_PI / 180 e $ rad * 60 * 1.853 como constantes para obter melhor desempenho?
Evren Yurtesen

@EvrenYurtesen Boa ideia se sua prioridade é o desempenho. Mas a manutenção e a legibilidade se tornarão mais complicadas, eu acho.
Alexander Yancharuk

Basta colocar um comentário na linha anterior e dizer // M_PI / 180 ... etc. Não sei por que isso dificultaria a manutenção. Não é algo que você jamais mudará.
Evren Yurtesen

10

Aqui, o código simples e perfeito para calcular a distância entre duas latitudes e longitudes. O código a seguir foi encontrado aqui - http://www.codexworld.com/distance-between-two-addresses-google-maps-api-php/

$latitudeFrom = '22.574864';
$longitudeFrom = '88.437915';

$latitudeTo = '22.568662';
$longitudeTo = '88.431918';

//Calculate distance from latitude and longitude
$theta = $longitudeFrom - $longitudeTo;
$dist = sin(deg2rad($latitudeFrom)) * sin(deg2rad($latitudeTo)) +  cos(deg2rad($latitudeFrom)) * cos(deg2rad($latitudeTo)) * cos(deg2rad($theta));
$dist = acos($dist);
$dist = rad2deg($dist);
$miles = $dist * 60 * 1.1515;

$distance = ($miles * 1.609344).' km';

5

Para quem gosta de mais curto e mais rápido (sem chamar deg2rad ()).

function circle_distance($lat1, $lon1, $lat2, $lon2) {
  $rad = M_PI / 180;
  return acos(sin($lat2*$rad) * sin($lat1*$rad) + cos($lat2*$rad) * cos($lat1*$rad) * cos($lon2*$rad - $lon1*$rad)) * 6371;// Kilometers
}

2

Experimente isso fornece resultados impressionantes

function getDistance($point1_lat, $point1_long, $point2_lat, $point2_long, $unit = 'km', $decimals = 2) {
        // Calculate the distance in degrees
        $degrees = rad2deg(acos((sin(deg2rad($point1_lat))*sin(deg2rad($point2_lat))) + (cos(deg2rad($point1_lat))*cos(deg2rad($point2_lat))*cos(deg2rad($point1_long-$point2_long)))));

        // Convert the distance in degrees to the chosen unit (kilometres, miles or nautical miles)
        switch($unit) {
            case 'km':
                $distance = $degrees * 111.13384; // 1 degree = 111.13384 km, based on the average diameter of the Earth (12,735 km)
                break;
            case 'mi':
                $distance = $degrees * 69.05482; // 1 degree = 69.05482 miles, based on the average diameter of the Earth (7,913.1 miles)
                break;
            case 'nmi':
                $distance =  $degrees * 59.97662; // 1 degree = 59.97662 nautic miles, based on the average diameter of the Earth (6,876.3 nautical miles)
        }
        return round($distance, $decimals);
    }

2

Pergunta bastante antiga, mas para os interessados ​​em um código PHP que retorna os mesmos resultados que o Google Maps, o seguinte é o seguinte:

/**
 * Computes the distance between two coordinates.
 *
 * Implementation based on reverse engineering of
 * <code>google.maps.geometry.spherical.computeDistanceBetween()</code>.
 *
 * @param float $lat1 Latitude from the first point.
 * @param float $lng1 Longitude from the first point.
 * @param float $lat2 Latitude from the second point.
 * @param float $lng2 Longitude from the second point.
 * @param float $radius (optional) Radius in meters.
 *
 * @return float Distance in meters.
 */
function computeDistance($lat1, $lng1, $lat2, $lng2, $radius = 6378137)
{
    static $x = M_PI / 180;
    $lat1 *= $x; $lng1 *= $x;
    $lat2 *= $x; $lng2 *= $x;
    $distance = 2 * asin(sqrt(pow(sin(($lat1 - $lat2) / 2), 2) + cos($lat1) * cos($lat2) * pow(sin(($lng1 - $lng2) / 2), 2)));

    return $distance * $radius;
}

Eu testei com várias coordenadas e funciona perfeitamente.

Eu acho que deveria ser mais rápido do que algumas alternativas também. Mas não testou isso.

Dica: o Google Maps usa 6378137 como raio da Terra. Portanto, usá-lo com outros algoritmos também pode funcionar.


1

Para valores exatos, faça assim:

public function DistAB()
{
      $delta_lat = $this->lat_b - $this->lat_a ;
      $delta_lon = $this->lon_b - $this->lon_a ;

      $a = pow(sin($delta_lat/2), 2);
      $a += cos(deg2rad($this->lat_a9)) * cos(deg2rad($this->lat_b9)) * pow(sin(deg2rad($delta_lon/29)), 2);
      $c = 2 * atan2(sqrt($a), sqrt(1-$a));

      $distance = 2 * $earth_radius * $c;
      $distance = round($distance, 4);

      $this->measure = $distance;
}

Hmm, acho que deveria fazê-lo ...

Editar:

Para formulários e pelo menos implementações em JS, tente: http://www.movable-type.co.uk/scripts/latlong.html

Ouse-me ... esqueci de deg2rad todos os valores nas funções circulares ...


Obrigado pela sua resposta. Eu verifiquei esta implementação com um cálculo simples entre pointA (42,12) e pointB (43,12) usando $ earth_radius = 6.372,795477598 eu recebo como resultado 12.745,591 quando deveria ser algo em torno de 110,94
maxdangelo

1

Olá, código para obter distância e tempo usando dois diferentes lat e longo

$url ="https://maps.googleapis.com/maps/api/distancematrix/json?units=imperial&origins=16.538048,80.613266&destinations=23.0225,72.5714";



    $ch = curl_init();
    // Disable SSL verification

    curl_setopt($ch, CURLOPT_SSL_VERIFYPEER, false);
    // Will return the response, if false it print the response
    curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true);
    // Set the url
    curl_setopt($ch, CURLOPT_URL,$url);
    // Execute
    $result=curl_exec($ch);
    // Closing
    curl_close($ch);

    $result_array=json_decode($result);
print_r($result_array);

Você pode verificar o exemplo abaixo do link para obter tempo entre dois locais diferentes usando latitude e longitude em php


6
Pode ser desnecessário chamar uma API para algo que pode ser simplesmente encontrado usando a matemática.
Ivotje50

1

Experimente esta função para calcular a distância entre os pontos de latitude e longitude

function calculateDistanceBetweenTwoPoints($latitudeOne='', $longitudeOne='', $latitudeTwo='', $longitudeTwo='',$distanceUnit ='',$round=false,$decimalPoints='')
    {
        if (empty($decimalPoints)) 
        {
            $decimalPoints = '3';
        }
        if (empty($distanceUnit)) {
            $distanceUnit = 'KM';
        }
        $distanceUnit = strtolower($distanceUnit);
        $pointDifference = $longitudeOne - $longitudeTwo;
        $toSin = (sin(deg2rad($latitudeOne)) * sin(deg2rad($latitudeTwo))) + (cos(deg2rad($latitudeOne)) * cos(deg2rad($latitudeTwo)) * cos(deg2rad($pointDifference)));
        $toAcos = acos($toSin);
        $toRad2Deg = rad2deg($toAcos);

        $toMiles  =  $toRad2Deg * 60 * 1.1515;
        $toKilometers = $toMiles * 1.609344;
        $toNauticalMiles = $toMiles * 0.8684;
        $toMeters = $toKilometers * 1000;
        $toFeets = $toMiles * 5280;
        $toYards = $toFeets / 3;


              switch (strtoupper($distanceUnit)) 
              {
                  case 'ML'://miles
                         $toMiles  = ($round == true ? round($toMiles) : round($toMiles, $decimalPoints));
                         return $toMiles;
                      break;
                  case 'KM'://Kilometers
                        $toKilometers  = ($round == true ? round($toKilometers) : round($toKilometers, $decimalPoints));
                        return $toKilometers;
                      break;
                  case 'MT'://Meters
                        $toMeters  = ($round == true ? round($toMeters) : round($toMeters, $decimalPoints));
                        return $toMeters;
                      break;
                  case 'FT'://feets
                        $toFeets  = ($round == true ? round($toFeets) : round($toFeets, $decimalPoints));
                        return $toFeets;
                      break;
                  case 'YD'://yards
                        $toYards  = ($round == true ? round($toYards) : round($toYards, $decimalPoints));
                        return $toYards;
                      break;
                  case 'NM'://Nautical miles
                        $toNauticalMiles  = ($round == true ? round($toNauticalMiles) : round($toNauticalMiles, $decimalPoints));
                        return $toNauticalMiles;
                      break;
              }


    }

Em seguida, use a função como

echo calculateDistanceBetweenTwoPoints('11.657740','77.766270','11.074820','77.002160','ML',true,5);

Espero que ajude


verificado com cenário real trabalho perfeito no meu caso.
Daxesh Vekariya

1
Demorou quase 5 horas para escrevê-lo e verificá-lo em um cenário real.
Manojkiran

0

O multiplicador é alterado em todas as coordenadas por causa da teoria da grande distância do círculo, como está escrito aqui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Great-circle_distance

e você pode calcular o valor mais próximo usando esta fórmula descrita aqui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Great-circle_distance#Worked_example

a chave está convertendo cada valor de grau - minuto - segundo para todo o valor de grau:

N 36°7.2', W 86°40.2'  N = (+) , W = (-), S = (-), E = (+) 
referencing the Greenwich meridian and Equator parallel

(phi)     36.12° = 36° + 7.2'/60' 

(lambda)  -86.67° = 86° + 40.2'/60'

0

Uma das maneiras mais fáceis é:

$my_latitude = "";
$my_longitude = "";
$her_latitude = "";
$her_longitude = "";

$distance = round((((acos(sin(($my_latitude*pi()/180)) * sin(($her_latitude*pi()/180))+cos(($my_latitude*pi()/180)) * cos(($her_latitude*pi()/180)) * cos((($my_longitude- $her_longitude)*pi()/180))))*180/pi())*60*1.1515*1.609344), 2);
echo $distance;

Arredondará até 2 pontos decimais.

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