Вычисляем ближайшие объекты по координатам / хабр

Оглавление

Определение координат на виртуальной карте Google

Онлайн-сервис Google Maps

Для широты корректны записи с положительным и отрицательным градусом с максимальным значением 90°. Для долготы с отрицательным и положительным значением — 180°. Дробным разделителем в Google Maps должна быть только точка, но не запятая. Иначе система может выдать ошибку. Правильно так: 43.60°S. Поисковая строка не понимает русского языка. Если вы хотите найти здесь координаты, вводите их в следующем формате 00°00’.0’’S (градусы, минуты, секунды, южной широты), затем пробел и запись долготы — 00°00’.0’’W (западной долготы).

Поиск координат в Google Maps

Google-карты имеют описание каждой местности. По заданным координатам можно найти населённый пункт, его название на разных языках и добавить информацию от себя. В Google Maps есть 2 режима просмотра карты: обычный и со спутника. Вы можете включить режим просмотра улиц. И найти название улицы в любом городе, любой страны. Если вы хотите определить координаты точки на карте, которых у вас нет, введите в поисковой строке название населённого пункта.

Слева в блоке будет его координаты и описание. Формат записи в этих картах нам уже известен. Поэтому не составит труда переписать его в удобной для себя форме. При помощи дополнительных инструментов карту можно вращать, ставить метки, измерять маршруты между городами и многое другое.

Как правильно вводить координаты, разные форматы координат, как их переводить между собой?

Под координатами предполагаются значения географической широты и долготы – основные показатели нахождения точки на Земле. Измеряются широта и долгота в градусах и минутах. Точность поиска по координатам, в первую очередь, зависит от правильного их ввода. Здесь необходимо учитывать следующее:

Первой вводится широта, затем через запятую долгота.
В картах яндекса по умолчанию используется северная широта и восточная долгота. Если необходимы другие варианты, то уточняется буквами:

N(С) — северная широта;
S(Ю) – южная широта;
E(В) – восточная долгота;
W(З) – западная долгота.

Диапазон широты: -90 до 900, диапазон долготы: -180 до1800.
Возможно применение трех форматов введения координат:

градусы, затем минуты и секунды — 440 31′47”, 56012′33”;
после градусов минуты и секунды в виде десятичной дроби – 39 24.256, 75 45.349;
в виде десятичных градусов – 33. 76498, 67.51237.

Для перевода данных из одного формата в другой существуют формулы, но проще загрузить уже имеющиеся конверторы, которые произведут перевод автоматически.

Формат представления координат

Базовый метод взаимодействия с сервисом карт предполагает ввод данных в формате «широта, долгота». Они вводятся в градусах с десятичной дробной частью, а между сторонами света ставится запятая. Например, координаты чешского города Прага отображаются в следующем виде: 50.080293, 14.428983. После точки, разделяющей целую часть и десятичную, допускается ввод не более 7-и цифр.

Также следует знать, что базовый метод представления данных предполагает первоочередное расположение Северной широты, а затем Восточной долготы. Карты от Яндекс распознают и другие варианты написания, необходимо только уточнить свой запрос следующими буквами:

N или С – данными символами обозначается север;
S или Ю – юг;
E или В – восток;
W или З – запад.

Удобство заключается в том, что система распознает как англоязычное сокращение сторон света, так и русскоязычное. Обозначения можно ставить перед цифрами или после них. Например, упомянутые выше координаты могут быть представлены так: N50.080293, E14.4289835 либо в русскоязычном варианте С50.080293, В14.4289835.

Альтернативно координаты представляются как градусы, затем минуты и секунды широты и долготы. Вот та же точка на карте, только в другом варианте написания: 50°04’49.1″N 14°25’44.3″E.

Как найти место по заданным координатам

Чтобы найти любое место по координатам GPS на онлайн-карте, в поисковой строке вместо адреса вставьте скопированное значение. Навигатор автоматически установит курсор точно на исходной точке.

Поиск по координатам GPS в картах подобных Navitel осуществляется следующим образом:

перейти в меню навигатора;
открыть раздел «Найти»;
пролистать страницу до пункта «По координатам»;
ввести данные в соответствующие поля;
нажать на ссылку «Результат» в правом верхнем углу.

Передача данных пользователю

Если требуется найти местоположение другому человеку, можно осуществить перевод данных GPS координат. Эта возможность предусмотрена в большинстве популярных онлайн-навигаторах. Для этого откройте параметры онлайн-карты и выберите пункт «Поделиться», выберите способ передачи информации и подтвердите действие.

Поиск с помощью компаса

Если в качестве навигатора используется стандартный ручной компас, повернитесь так, чтобы стрелка показывала на север – сопоставьте с севером бумажной карты. С помощью карты находим текущую геопозицию и требуемое место.

Сейчас редко возникает потребность в поиске места с помощью значений координат GPS. Однако такой способ вполне актуален, если требуется передать свое или определить местоположение на трассе или прочих местах, которые невозможно вычислить по адресу.

Поиск широты и долготы на Яндекс Картах

Рассмотрим, как найти точку на карте по координатам и определить их на Яндекс Картах. Откройте ссылку: https://yandex.ru/maps/?lang=ru/. Поисковая строка веб-карты тоже умеет определять координаты, но здесь их запись немного отличается от Google Maps. Система понимает такой вид: 55.555333,66.666444, где первое значение — широта, второе — долгота. А также более понятную: 45° с. ш. 24° в. д. Как видим, по заданному координату у нас отобразился город Вылча в Румынии.

Поиск по координатам в Яндекс Картах

Чтобы определить долготу и широту точки на Yandex карте, введите название населённого пункта в поисковой строке. После того, как система определит его на карте, вы сможете подсмотреть координаты под названием города слева в блоке. Эти координаты можно добавить в закладки, поделиться ими в других веб-ресурсах или отправить на своё мобильное устройство. Удобная Яндекс Карта слева в информационном блоке предлагает найти популярные заведения: кино, кафе, гостиницы, аптеки и прочее.

Определение координат в Яндекс Картах

В верхнем меню находятся другие инструменты, с помощью которых можно управлять картой или использовать её функции. Можно посмотреть текущую ситуацию на любой дороге мира. Для этого нажмите на кнопку в виде светофора. При помощи кнопки с круговой стрелкой можно отображать панорамирование улиц на карте. Выберите линейку, если необходимо измерить расстояние от одного объекта на карте до другого. Кнопка с бумажным самолётом даёт возможность определить ваше местоположение, а также широту и долготу на спутниковой карте.

Использование Google Карт на смартфоне

Внешний вид интерфейса мобильного приложения отличается от того, что представлен в браузере. Ввиду того, что ширина экрана смартфона не позволяет расположить информационную панель с левого края, ее поместили вверху. Чтобы найти объект по координатам:

Запустите приложение Google Maps.
Если необходимо перевести изображение в режим «Спутник», тапните по символу наложенных друг на друга ромбов.
Всплывающее меню предложит варианты представления местности.
Касанием строки поиска вызовите виртуальную клавиатуру для ввода данных. Длительное касание сроки позволяют дать команду «вставить», если в буфере обмена содержится адрес местоположения. Введите координаты и нажмите «Search».
На карте появится красный флажок в той точке, координаты которой были указаны.

Яндекс

Нажимаем на точку на карте;
В нижнем меню выбираем пункт меню Что здесь? ;
Копируем координаты в буфер обмена (чтобы вставить куда-то точные цифровые значения), либо нажимаем на кнопку Поделиться ;
Дальше действуем как в предыдущей инструкции.

Номера России, Поиск

Датчик GPS в мобильных устройствах можно использовать не только по прямому назначению (для навигации или определения координат), но и в ряде других, часто неочевидных на первый взгляд, задач.

Поскольку во многих случаях сразу несколько программ умеют выполнять похожие задачи, то подробное описание давалось лишь для одной-двух, а остальные перечислялись в «Альтернативах». Напомню, что некоторые возможности (отправка координат, запись маршрутов) доступны в составе , которые были рассмотрены чуть ранее. Как обычно, все программы в обзоре являются бесплатными, а некоторые из них доступны и для других мобильных платформ, поэтому материал представляет интерес не только для владельцев Android.

ПЕРЕДАЧА КООРДИНАТ

Простые, но полезные утилиты для быстрой передачи своих координат другим людям.

РОДИТЕЛЬСКИЙ КОНТРОЛЬ / КООРДИНАТЫ ЗНАКОМЫХ

СЛЕЖЕНИЕ

Этот раздел выделен для утилит, позволяющих в реальном времени обновлять информацию о своем местоположении и предоставлять доступ к ней другим людям. Похожие функции, конечно, можно получить и от утилит для поиска потерянного телефона или приложений родительского контроля, однако они специализированы для других задач, и поэтому не настолько удобны.

Glympse генерирует специальную ссылку на сайт glympse.com (регистрация не требуется), которую можно отправить кому-то по SMS, почте или с помощью любого другого сервиса, установленного на Android. Линк открывает в браузере карту, где в режиме реального времени отображается положение отправителя. Передача координат по умолчанию работает в течение 30 минут (длительность настраивается), после чего страница перестает обновляться. Пользователь также может указать на карте конечный пункт своего маршрута, чтобы его можно было перехватить где-то по пути. Glympse – одна из самых полезных и интересных программ в обзоре, поэтому не удивительно, что она отмечена значком EDITORS’ CHOICE в Android Market.

Утилита разработана специально для любителей аирсофта и пейнтбола. BattleTac позволяет видеть на экране положение всех игроков своей команды и передавать быстрые сообщения и указания для координации действий. Бета-версия программы распространяется бесплатно.

Альтернатива : Real Time GPS Tracker

РАСШИРЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ

НЕСКОЛЬКО СОВЕТОВ

Если программы долго определяют координаты устройства на открытом пространстве, рекомендуем предварительно запускать утилиты GPS Fix или GPS Test, о которых можно почитать выше, либо активировать возможность передачи данных по GPRS/2G/3G каналу. Поверьте, это помогает. Во время записи маршрутов вдали от цивилизации есть смысл переводить телефон в режим Airplane mode для отключения модуля сотовой связи. Мобильная связь в таким местах, как правило, и так практически недоступна, а вот сэкономленного заряда батареи вполне может хватить для беспрерывной записи трека в течение целого светового дня. Если доступ в Интернет с мобильного устройства отсутствует, но хочется в реальном времени видеть свое перемещение на карте, можно использовать одну из программ, поддерживающих оффлайн-карты (например, RMaps или Maverick).

Большинство компаний возле своего адреса в контактах указывают точные географические координаты. С их помощью можно уточнить месторасположение организации, даже если человек не знает, где находится объект. Чтобы найти необходимое вам заведение, учреждение, фирму, придётся узнать, как в Яндекс.картах ввести координаты.

Перевод полученных градусов в минуты и секунды

Так как 1 географический градус в километрах представляет собой довольно большое значение, то для более точного определения местоположения объекта на карте введены и другие единицы измерения – минуты и секунды. Перевод градусов в минуты и секунды приведет к тому, что координата будет представлять собой десятичную дробь.

При этом стоит руководствоваться тем, что в одном градусе 60 минут, а в минуте 60 секунд:

5

18′ 25″ = 18 + 25/60 = 18 + 0,417 = 5

25,417′.
179

59′ 59″ = 59 + 59/60 = 18 + 0,983 = 179

59,983′.

Если переводить все координаты, то в одном градусе 3600 секунд:

5

18′ 25″ = 5 + 18/60 + 25/3600 = 5 + 0,78 + 0,00694 = 5,78694
179

59′ 59″ = 179 + 59/60 + 59/3600 = 5 + 0,983 + 0,0164 = 5,9994

Запись географических координат подчиняется строгим правилам, от которых нельзя отступать, так как это международная система, которую должны понимать в любой точке мира. Как определять широту и долготу и записывать географические координаты, приведено ниже. Имеется несколько форматов записи, но в них существует единое правило: сперва пишут координаты широты, а затем долготы.

Понятие о широте

Если соединить линией точки, находящиеся на равном расстоянии от полюса, то получится параллель. Такие параллели могут быть продолжены все дальше и дальше от одного полюса по направлению к другому. При этом их длина по мере удаления будет расти, так как будет увеличиваться плоскость, описываемая ими.

На определенном расстоянии, когда параллель будет удалена от обоих полюсов на равное расстояние, она будет иметь максимальную длину. Эта параллель носит название экватор, и она ограничивает плоскость, которая называется экваториальной.

Плоский двугранный угол между этой плоскостью и параллелью, на которой расположен объект, получил название географическая широта. Чем меньше этот угол, тем ближе находится рассматриваемая точка к линии экватора. На самом экваторе географическая широта будет равняться нулю.

Параллели расположены по обе стороны от нее, и широта принимает положительное или отрицательное значение в зависимости от того, в каком полушарии находится объект.

Поиск по широте и долготе

Если перед вами встал вопрос поиска какого-либо географического места на карте, или есть необходимость указать на какое-либо место на карте другому человеку, то стоит воспользоваться способом определения местонахождения географического объекта по его координатам, включающим широту или долготу.

Напомню читателю, что координаты широты показывают местоположение нужного объекта по отношению к Северному и Южному полюсу (т.е. это точка между севером и югом), а координаты долготы определяют местоположение объекта между востоком и западом.

Нулевой широтой обычной считается экватор, следовательно, южный полюс находится на 90 градусе южной широты, а северный полюс – на 90 градусе северной широты.

При этом северная широта обозначается буквой «N» (Nord – север), Южная – буквой «S» (South – юг), западная долгота буквой «W» (West – запад), и восточная долгота буквой «E» (East – восток).

Чтобы местоположение на Google Maps по координатам

Если у вас есть набор GPS-координат, например, для геокэшинга, введите широту и долготу в Google Maps, чтобы найти местоположение и проложить к нему маршруты.

Перейдите на сайт Google Maps.
Введите координаты в поле поиска в верхней части экрана Google Maps в одном из трёх допустимых форматов:
- Градусы, минуты, секунды (DMS): например, 54°49’23.7″N 32°08’13.1″E
- Степени и десятичные минуты (DMM): например, 54.823248, 32.136982
- Десятичные градусы (DD): например, 54.823248, 32.136982
Нажмите значок увеличительного стекла рядом с координатами в строке поиска, чтобы перейти к местоположению на Картах Google.
На боковой панели выберите найденное местоположение.

Наши помощники — глобусы и карты

Как уже отмечалось ранее, в природе таких линий, как параллели и меридианы, вы не увидите. Однако на любой карте или глобусе они станут вашими верными помощниками и ориентирами. Для того чтобы было удобно изучать наш мир, ученые создали несколько вариантов представления нашей планеты в миниатюре. На плоскости — это различные карты, а объемной моделью является глобус. Глобус характеризуется наибольшей точностью, чем карты, так как имеет осевой наклон, и на объемной модели искажение не такое сильное.С помощью градусной сетки можно легко посчитать точные координаты конкретного объекта, который вас интересует, и даже вычислить расстояния от одной точки до другой, учитывая масштаб карты.Для еще большей точности можно разделить градус на минуты, и даже на секунды.Таким образом, сегодня вы расширили свои горизонты и узнали, что с помощью волшебных линий на карте или глобусе можете определить местоположение любого объекта на планете

Важно понимать, что изображение градусной сетки на плоскости (карта) и в объемном виде (глобус) внешне будут значительно отличаться. На карте будут зрительные искажения, так как на плоскую поверхность перенесли модель объемной фигуры, но общепринятые значения от этого не меняются

Увидеть наглядные примеры расчетов координат и построение сетки широты и долготы на карте и глобусе вам поможет нижепредложенное видео.

Вариант 2: Мобильное приложение

Официальный мобильный клиент Яндекс.Карт, доступный на Android и iOS-устройствах, позволяет также без проблем вычислять и производить поиск по координатам. Более того, сами по себе способы практически не отличаются от описанного ранее на примере полной версии сайта.

Вычисление координат

Мобильное приложение предоставляет только один основной метод вычисления координат, распространяющийся на конкретные точки. Чтобы получить нужную информацию, найдите и удерживайте место на карте, после чего воспользуйтесь опцией «Что здесь» во всплывающем окне.

Искомые данные будут расположены в нижнем блоке рядом со строкой «Координаты». Для быстрого копирования значений используйте отмеченную на скриншоте кнопку напротив указанной строки.

Поиск по координатам

Осуществить поиск по координатам через рассматриваемое приложение можно вставив данные в текстовое поле «Поиск мест и адресов». При этом следует придерживаться общепринятого формата, где параметры должны быть ограничены семью знаками после запятой и разделены между собой.

Учитывайте, что по умолчанию на Яндекс.Картах в качестве первого значения идет северная широта, тогда как вторым является западная долгота.

Опишите, что у вас не получилось.
Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Правила определения долготы и широты

Из всего написанного выше можно сделать вывод, что для определения координат по карте решающую роль играют широта и долгота, поэтому крайне важно научиться определять их. Сначала остановимся на широте

Нулевой точкой отсчета здесь считается экватор с нулевым градусом. От него к полюсам расходятся параллели. На полюсе широта составляет 90 градусов, а все точки, расположенные на равном удалении от экватора в сторону одного из полюсов, имеют одинаковую северную или южную широту (например, 20, 40 или 60 градусов). При этом, чем дальше объект на карте от экватора и ближе к полюсу, тем больше будет его широта (рисунок 4)

Сначала остановимся на широте. Нулевой точкой отсчета здесь считается экватор с нулевым градусом. От него к полюсам расходятся параллели. На полюсе широта составляет 90 градусов, а все точки, расположенные на равном удалении от экватора в сторону одного из полюсов, имеют одинаковую северную или южную широту (например, 20, 40 или 60 градусов). При этом, чем дальше объект на карте от экватора и ближе к полюсу, тем больше будет его широта (рисунок 4).

Рисунок 4. Схемы определения широты и долготы

Географическая долгота на картах и глобусах отсчитывается от меридиана в Гринвиче, который считается нулевым. Здесь, как и в случае с широтой, удаление от этого меридиана приводит и к увеличению долготы. При этом максимальный показатель долготы составляет 180 градусов, поскольку полная окружность сферы (восточного и западного полушария) составляет 360 градусов.

Чтобы определить по карте географические координаты объекта, нужно сделать следующее:

Определить, в каком полушарии находится точка, в северном или южном. Если выше экватора, то широта будет северной, а если ниже – южной.
Далее нужно посмотреть, между какими параллелями располагается точка. Градусы параллелей обычно указаны сбоку карты.
Теперь необходимо подсчитать количество градусов от ближайшей со стороны экватора параллели к заданной точке.
Далее переходим к определению долготы. Здесь отсчет ведется от нулевого меридиана в Гринвиче. Если точка расположена слева от него, то точка находится в западном полушарии, а если справа – в восточном.
Теперь находим, между какими меридианами находится точка, и, как и в случае с широтой, подсчитываем количество градусов до ближайшего со стороны Гринвича меридиана.

В результате вы получите точную широту и долготу, а также определенное количество градусов для каждого показателя, которые уточняют расположение объекта.

Форматы координат

Существуют различные форматы записи координат.

Это все координаты одного и того же места, записанные разным способом:

1. 55°38’17.28″С 37°28’48.96″В
2. 55°38.288’С 37°28.816’В
3. 55.638133°С 37.480267°В
4. 55.638133 37.480267

Исторически первым был формат “градусы, минуты, секунды”

Пример записи: 55°38’17.28″С 37°28’48.96″В

Читается как: 55 градусов, 38 минут 17 целых 28 сотых секунд северной широты; 37 градусов 28 минут 48 целых 96 сотых секунд восточной долготы.

Чем удобен: получив координаты вашего местонахождения (используя GPS приемник или путем астрономических наблюдений), вы можете найти это место на карте с координатной сеткой. Об этом пойдет ниже.

Формат “градусы, минуты, доли минут”

Пример записи: 55°38.288’С 37°28.816’В

Читается как: 55 градусов, 38 минут 288 тысячных минут северной широты; 37 градусов 28 минут 816 тысячных минут восточной долготы.

Чем удобен: сухопутчикам ничем. Но встречается у моряков, у них это сложилось исторически. Это связано с строением шкалы секстанта, и долю минуты удобно представлять в виде доли морской мили.

Формат “градусы, доли градусов”

Пример записи: 55.638133°С 37.480267°В

Читается как: 55 точка 638133 северной широты; 37 точка 480267 восточной долготы

Чем удобен: Во-первых, в современном компьютерном мире этот формат более пригоден для печати на клавиатуре или в смс (или попробуйте найти все эти обозначения градусов, минут и секунд на клавиатуре и в телефоне — долго!); во-вторых, его проще диктовать, например, по рации.

Это всем знакомая десятичная дробь. Количество знаков после запятой может быть разным (обычно 5 или 6), но пропущенный последний шестой знак не критично повлияет на точность. Обычному человеку хватит и четырех знаков. (6й знак уточняет позицию на 8 см на экваторе, а в остальных местах еще меньше, а 5й знак 80 см на экваторе. В наших широтах — 64 см). При этом для той же точности в других форматах записи надо использовать большее количество знаков.

Мало того, в современном цифровом мире не только всё выражают в виде десятичной дроби, но и при записи координат часто уходят от частей света и значков градуса (55.638133 37.480267). Условно обозначая положительными значениями широты северное полушарие, а отрицательными — южное, а для долготы, соответственно, положительные значения у восточной долготы, а у западной — отрицательные.

Например координаты столицы Кубы: 23.135435, -82.412522

Расчеты

Приступаем к расчетам. Из открытых источников нам известно, что:

Средний радиус Земли R = 6371210 м.
Экваториальный радиус Земли R_Э = 6378,245 м.
Полярный радиус Земли R_П = 6356,830 м.

Я для расчетов взял средний радиус. Естественно нужно помнить, что земля все-таки не идеальная сфера, поэтому погрешность есть и в этих расчетах, но для нашей задачи это допустимая погрешность.

Я написал небольшой код для проверки вычислений, и для того, чтобы я мог взять числа и проверить их на реальных данных.

В коде я сразу установил константу расстояния, радиуса земли и принял решение все считать в метрах, поскольку данные я нашел в метрах и лень было разделить их на 1000, да и в метрах казалось, что точность немного выше, чем в километрах с округлением.

Суть этого кода в следующем. Мы не забываем перевести градусы координат в радианы, поскольку формула из википедии рассчитана на радианы. Мы вычисляем дельту ширины и долготы одинаково по одной и той же формуле, поскольку мы условились что у нас идеальный шар и эта погрешность нам допустима. С помощью формулы мы узнаем сколько градусов у нас в одном километре, а дальше простая пропорция.

1 градус — 63046.689652997775 метровX градусов — 200000 метров

Если 1 градус, соответствует 63046.689652997775 метров (для широты вычисленной из координаты), то 20000 метров соответсвует X. Дальше, как в школе учили, наискосок умножаем на оставшееся делим. И так как там у нас получается умножение на 1, то это действие можно упустить и записать как `DISTANCE / deltaLat`. Тоже самое проделываем для координаты долготы. На этих конкретных координатах получаются числа 0.31722522007226484 и 0.22583381380662185. По сути это и есть числа, готовые прибавляться к координатам, чтобы получить тот самый заветный квадрат.Теперь мы можем добавить эти числа в SQL запрос, чтобы посмотреть, что за выборка у нас получится:

Ну и в моей выборке оказалось 7 объектов. Конечно я взял эту выборку и проверил координаты с помощью линейки на Яндекс Картах. В моем случае все попали в радиус обозначенных 20км. Но мы же помним, что взяли квадрат, а не окружность для вычисления?! Я там даже схему нарисовал в начале, что за квадрат. Итак, если сделать окружность, внутри этого квадрата, она как раз будет радиусом примерно те же 20 км.

Я добавил картинку для наглядности. Видно, что если высота квадрата 40 км, и в нем окружность, то радиус ее тоже будет соответствовать 20 км. Остаются лишние области — углы квадрата, которые я закрасил зеленым. Это то что у нас может попасть в выборку, но они уже не соответствуют именно радиусу в 20 км. Т.е. это лишние данные. И вот тут приходит на помощь та самая формула, о которой я говорил в начале — Расчет расстояния между координатами. С помощью этой формулы можно сравнить исходную точку с координатами из выборки и отсечь те, что будут превышать те самые 20 км, поставленные в задаче.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.

Вычисляем ближайшие объекты по координатам