Cálculo da distância entre duas coordenadas geográficas de latitude e longitude

Estou calculando a distância entre dois GeoCoordinados. Estou testando meu aplicativo contra 3-4 outros aplicativos. Ao calcular a distância, tenho uma média de 5,3 milhas em meu cálculo, enquanto outros aplicativos estão em 3,5 milhas. É uma grande diferença para o cálculo que estou tentando executar. Existem boas bibliotecas de classes disponíveis para calcular a distância? Estou calculando assim em C #:

public static double Calculate(double sLatitude,double sLongitude, double eLatitude, 
                               double eLongitude)
{
    var radiansOverDegrees = (Math.PI / 180.0);

    var sLatitudeRadians = sLatitude * radiansOverDegrees;
    var sLongitudeRadians = sLongitude * radiansOverDegrees;
    var eLatitudeRadians = eLatitude * radiansOverDegrees;
    var eLongitudeRadians = eLongitude * radiansOverDegrees;

    var dLongitude = eLongitudeRadians - sLongitudeRadians;
    var dLatitude = eLatitudeRadians - sLatitudeRadians;

    var result1 = Math.Pow(Math.Sin(dLatitude / 2.0), 2.0) + 
                  Math.Cos(sLatitudeRadians) * Math.Cos(eLatitudeRadians) * 
                  Math.Pow(Math.Sin(dLongitude / 2.0), 2.0);

    // Using 3956 as the number of miles around the earth
    var result2 = 3956.0 * 2.0 * 
                  Math.Atan2(Math.Sqrt(result1), Math.Sqrt(1.0 - result1));

    return result2;
}

O que eu poderia estar fazendo de errado? Devo calculá-lo primeiro em km e depois converter em milhas?

A classe GeoCoordinate (.NET Framework 4 e superior) já possui GetDistanceTométodo.

var sCoord = new GeoCoordinate(sLatitude, sLongitude);
var eCoord = new GeoCoordinate(eLatitude, eLongitude);

return sCoord.GetDistanceTo(eCoord);

A distância está em metros.

Você precisa fazer referência ao System.Device.

GetDistance é a melhor solução , mas em muitos casos não podemos usar esse método (por exemplo, Universal App)

• Pseudocódigo do algoritmo para calcular a distância entre to coorindates:

  public static double DistanceTo(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2, char unit = 'K')
  {
      double rlat1 = Math.PI*lat1/180;
      double rlat2 = Math.PI*lat2/180;
      double theta = lon1 - lon2;
      double rtheta = Math.PI*theta/180;
      double dist =
          Math.Sin(rlat1)*Math.Sin(rlat2) + Math.Cos(rlat1)*
          Math.Cos(rlat2)*Math.Cos(rtheta);
      dist = Math.Acos(dist);
      dist = dist*180/Math.PI;
      dist = dist*60*1.1515;
  
      switch (unit)
      {
          case 'K': //Kilometers -> default
              return dist*1.609344;
          case 'N': //Nautical Miles 
              return dist*0.8684;
          case 'M': //Miles
              return dist;
      }
  
      return dist;
  }

• Implementação de C # do mundo real , que utiliza métodos de extensão

  Uso:

  var distance = new Coordinates(48.672309, 15.695585)
                  .DistanceTo(
                      new Coordinates(48.237867, 16.389477),
                      UnitOfLength.Kilometers
                  );

  Implementação:

  public class Coordinates
  {
      public double Latitude { get; private set; }
      public double Longitude { get; private set; }
  
      public Coordinates(double latitude, double longitude)
      {
          Latitude = latitude;
          Longitude = longitude;
      }
  }
  public static class CoordinatesDistanceExtensions
  {
      public static double DistanceTo(this Coordinates baseCoordinates, Coordinates targetCoordinates)
      {
          return DistanceTo(baseCoordinates, targetCoordinates, UnitOfLength.Kilometers);
      }
  
      public static double DistanceTo(this Coordinates baseCoordinates, Coordinates targetCoordinates, UnitOfLength unitOfLength)
      {
          var baseRad = Math.PI * baseCoordinates.Latitude / 180;
          var targetRad = Math.PI * targetCoordinates.Latitude/ 180;
          var theta = baseCoordinates.Longitude - targetCoordinates.Longitude;
          var thetaRad = Math.PI * theta / 180;
  
          double dist =
              Math.Sin(baseRad) * Math.Sin(targetRad) + Math.Cos(baseRad) *
              Math.Cos(targetRad) * Math.Cos(thetaRad);
          dist = Math.Acos(dist);
  
          dist = dist * 180 / Math.PI;
          dist = dist * 60 * 1.1515;
  
          return unitOfLength.ConvertFromMiles(dist);
      }
  }
  
  public class UnitOfLength
  {
      public static UnitOfLength Kilometers = new UnitOfLength(1.609344);
      public static UnitOfLength NauticalMiles = new UnitOfLength(0.8684);
      public static UnitOfLength Miles = new UnitOfLength(1);
  
      private readonly double _fromMilesFactor;
  
      private UnitOfLength(double fromMilesFactor)
      {
          _fromMilesFactor = fromMilesFactor;
      }
  
      public double ConvertFromMiles(double input)
      {
          return input*_fromMilesFactor;
      }
  } 

E aqui, para aqueles que ainda não estão satisfeitos, o código original da GeoCoordinateclasse .NET-Frameworks , refatorado para um método independente:

public double GetDistance(double longitude, double latitude, double otherLongitude, double otherLatitude)
{
    var d1 = latitude * (Math.PI / 180.0);
    var num1 = longitude * (Math.PI / 180.0);
    var d2 = otherLatitude * (Math.PI / 180.0);
    var num2 = otherLongitude * (Math.PI / 180.0) - num1;
    var d3 = Math.Pow(Math.Sin((d2 - d1) / 2.0), 2.0) + Math.Cos(d1) * Math.Cos(d2) * Math.Pow(Math.Sin(num2 / 2.0), 2.0);

    return 6376500.0 * (2.0 * Math.Atan2(Math.Sqrt(d3), Math.Sqrt(1.0 - d3)));
}

Aqui está a versão JavaScript rapazes e moças

function distanceTo(lat1, lon1, lat2, lon2, unit) {
      var rlat1 = Math.PI * lat1/180
      var rlat2 = Math.PI * lat2/180
      var rlon1 = Math.PI * lon1/180
      var rlon2 = Math.PI * lon2/180
      var theta = lon1-lon2
      var rtheta = Math.PI * theta/180
      var dist = Math.sin(rlat1) * Math.sin(rlat2) + Math.cos(rlat1) * Math.cos(rlat2) * Math.cos(rtheta);
      dist = Math.acos(dist)
      dist = dist * 180/Math.PI
      dist = dist * 60 * 1.1515
      if (unit=="K") { dist = dist * 1.609344 }
      if (unit=="N") { dist = dist * 0.8684 }
      return dist
}

Para aqueles que usam o Xamarin e não têm acesso à classe GeoCoordinate, você pode usar a classe Local do Android:

public static double GetDistanceBetweenCoordinates (double lat1, double lng1, double lat2, double lng2) {
            var coords1 = new Location ("");
            coords1.Latitude = lat1;
            coords1.Longitude = lng1;
            var coords2 = new Location ("");
            coords2.Latitude = lat2;
            coords2.Longitude = lng2;
            return coords1.DistanceTo (coords2);
        }

Você pode usar esta função:

Fonte: https://www.geodatasource.com/developers/c-sharp

private double distance(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2, char unit) {
  if ((lat1 == lat2) && (lon1 == lon2)) {
    return 0;
  }
  else {
    double theta = lon1 - lon2;
    double dist = Math.Sin(deg2rad(lat1)) * Math.Sin(deg2rad(lat2)) + Math.Cos(deg2rad(lat1)) * Math.Cos(deg2rad(lat2)) * Math.Cos(deg2rad(theta));
    dist = Math.Acos(dist);
    dist = rad2deg(dist);
    dist = dist * 60 * 1.1515;
    if (unit == 'K') {
      dist = dist * 1.609344;
    } else if (unit == 'N') {
      dist = dist * 0.8684;
    }
    return (dist);
  }
}

//:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
//::  This function converts decimal degrees to radians             :::
//:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
private double deg2rad(double deg) {
  return (deg * Math.PI / 180.0);
}

//:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
//::  This function converts radians to decimal degrees             :::
//:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
private double rad2deg(double rad) {
  return (rad / Math.PI * 180.0);
}

Console.WriteLine(distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "M"));
Console.WriteLine(distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "K"));
Console.WriteLine(distance(32.9697, -96.80322, 29.46786, -98.53506, "N"));

Existe esta biblioteca GeoCoordinate para estas plataformas:

• Mono
• .NET 4.5
• .NET Core
• Windows Phone 8.x
• Plataforma Universal do Windows
• Xamarin iOS
• Xamarin Android

A instalação é feita via NuGet:

PM> GeoCoordinate do pacote de instalação

Uso

GeoCoordinate pin1 = new GeoCoordinate(lat, lng);
GeoCoordinate pin2 = new GeoCoordinate(lat, lng);

double distanceBetween = pin1.GetDistanceTo(pin2);

A distância entre as duas coordenadas, em metros .

Baseado na função de Elliot Wood, e se alguém estiver interessado em uma função C, este está funcionando ...

#define SIM_Degree_to_Radian(x) ((float)x * 0.017453292F)
#define SIM_PI_VALUE                         (3.14159265359)

float GPS_Distance(float lat1, float lon1, float lat2, float lon2)
{
   float theta;
   float dist;

   theta = lon1 - lon2;

   lat1 = SIM_Degree_to_Radian(lat1);
   lat2 = SIM_Degree_to_Radian(lat2);
   theta = SIM_Degree_to_Radian(theta);

   dist = (sin(lat1) * sin(lat2)) + (cos(lat1) * cos(lat2) * cos(theta));
   dist = acos(dist);

//   dist = dist * 180.0 / SIM_PI_VALUE;
//   dist = dist * 60.0 * 1.1515;
//   /* Convert to km */
//   dist = dist * 1.609344;

   dist *= 6370.693486F;

   return (dist);
}

Você pode alterá-lo para dobrar . Retorna o valor em km.

Calcular distância entre pontos de latitude e longitude ...

        double Lat1 = Convert.ToDouble(latitude);
        double Long1 = Convert.ToDouble(longitude);

        double Lat2 = 30.678;
        double Long2 = 45.786;
        double circumference = 40000.0; // Earth's circumference at the equator in km
        double distance = 0.0;
        double latitude1Rad = DegreesToRadians(Lat1);
        double latititude2Rad = DegreesToRadians(Lat2);
        double longitude1Rad = DegreesToRadians(Long1);
        double longitude2Rad = DegreesToRadians(Long2);
        double logitudeDiff = Math.Abs(longitude1Rad - longitude2Rad);
        if (logitudeDiff > Math.PI)
        {
            logitudeDiff = 2.0 * Math.PI - logitudeDiff;
        }
        double angleCalculation =
            Math.Acos(
              Math.Sin(latititude2Rad) * Math.Sin(latitude1Rad) +
              Math.Cos(latititude2Rad) * Math.Cos(latitude1Rad) * Math.Cos(logitudeDiff));
        distance = circumference * angleCalculation / (2.0 * Math.PI);
        return distance;

Esta é uma pergunta antiga, no entanto, as respostas não me satisfaziam em relação ao desempenho e otimização.

Aqui está minha variante C # otimizada (distância em km, sem variáveis ​​e cálculos redundantes, muito próxima da expressão matemática do Haversine Formular https://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula ).

Inspirado em: https://rosettacode.org/wiki/Haversine_formula#C.23

public static class Haversine
{
    public static double Calculate(double lat1, double lon1, double lat2, double lon2)
    {
        double rad(double angle) => angle * 0.017453292519943295769236907684886127d; // = angle * Math.Pi / 180.0d
        double havf(double diff) => Math.Pow(Math.Sin(rad(diff) / 2d), 2); // = sin²(diff / 2)
        return 12745.6 * Math.Asin(Math.Sqrt(havf(lat2 - lat1) + Math.Cos(rad(lat1)) * Math.Cos(rad(lat2)) * havf(lon2 - lon1))); // earth radius 6.372,8‬km x 2 = 12745.6
    }
}

Tente o seguinte:

    public double getDistance(GeoCoordinate p1, GeoCoordinate p2)
    {
        double d = p1.Latitude * 0.017453292519943295;
        double num3 = p1.Longitude * 0.017453292519943295;
        double num4 = p2.Latitude * 0.017453292519943295;
        double num5 = p2.Longitude * 0.017453292519943295;
        double num6 = num5 - num3;
        double num7 = num4 - d;
        double num8 = Math.Pow(Math.Sin(num7 / 2.0), 2.0) + ((Math.Cos(d) * Math.Cos(num4)) * Math.Pow(Math.Sin(num6 / 2.0), 2.0));
        double num9 = 2.0 * Math.Atan2(Math.Sqrt(num8), Math.Sqrt(1.0 - num8));
        return (6376500.0 * num9);
    }

Você pode usar System.device.Location:

System.device.Location.GeoCoordinate gc = new System.device.Location.GeoCoordinate(){
Latitude = yourLatitudePt1,
Longitude = yourLongitudePt1
};

System.device.Location.GeoCoordinate gc2 = new System.device.Location.GeoCoordinate(){
Latitude = yourLatitudePt2,
Longitude = yourLongitudePt2
};

Double distance = gc2.getDistanceTo(gc);

boa sorte

Quando o poder da computação da CPU / matemática é limitado:

Há momentos (como no meu trabalho) em que a capacidade de computação é escassa (por exemplo, nenhum processador de ponto flutuante, trabalhando com pequenos microcontroladores) em que algumas funções trigonométricas podem levar uma quantidade exorbitante de tempo de CPU (por exemplo, mais de 3000 ciclos de clock), então quando eu só precisa de uma aproximação, especialmente se se a CPU não deve ser amarrada por um longo tempo, eu uso isso para minimizar a sobrecarga da CPU:

/**------------------------------------------------------------------------
 * \brief  Great Circle distance approximation in km over short distances.
 *
 * Can be off by as much as 10%.
 *
 * approx_distance_in_mi = sqrt(x * x + y * y)
 *
 * where x = 69.1 * (lat2 - lat1)
 * and y = 69.1 * (lon2 - lon1) * cos(lat1/57.3)
 *//*----------------------------------------------------------------------*/
double    ApproximateDisatanceBetweenTwoLatLonsInKm(
                  double lat1, double lon1,
                  double lat2, double lon2
                  ) {
    double  ldRadians, ldCosR, x, y;

    ldRadians = (lat1 / 57.3) * 0.017453292519943295769236907684886;
    ldCosR = cos(ldRadians);
    x = 69.1 * (lat2 - lat1);
    y = 69.1 * (lon2 - lon1) * ldCosR;

    return sqrt(x * x + y * y) * 1.609344;  /* Converts mi to km. */
}

O crédito vai para https://github.com/kristianmandrup/geo_vectors/blob/master/Distance%20calc%20notes.txt .