前言
java版的電子圍欄違規(guī)判斷，經(jīng)過測試，準(zhǔn)確率接近百分之百，偏差在幾米范圍以內(nèi)。
本工具類支持圓形，矩形，多邊形，采用射線穿透算法，性能與準(zhǔn)確率都有保障，實(shí)測判斷多邊形圍欄，單線程執(zhí)行百萬次只需要十幾秒，多線程只需要2秒。
public class GeofencingUtils {
/**
* 地球半徑(米)
*/
private static final double EARTH_RADIUS = 6378137.0;
private static double rad(double d) {
return d * Math.PI / 180.0;
}
/**
* 計(jì)算是否在圓內(nèi)
* @param radius 半徑（單位/米）
* @param p1 圓心坐標(biāo)
* @param p2 判斷點(diǎn)坐標(biāo)
* @return: boolean true:在圓內(nèi),false:在圓外
* @date: 2021-11-08 09:44:54
*/
public static boolean isInCircle(double radius, Point p1, Point p2) {
double radLat1 = rad(p1.getLat());
double radLat2 = rad(p2.getLat());
double a = radLat1 - radLat2;
double b = rad(p1.getLng()) - rad(p2.getLng());
double s = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a / 2), 2) +
Math.cos(radLat1) * Math.cos(radLat2) * Math.pow(Math.sin(b / 2), 2)));
s = s * EARTH_RADIUS;
s = Math.round(s * 10000) / 10000;
return !(s > radius);
}
/**
* 是否在矩形區(qū)域內(nèi)
* @param lng 測試點(diǎn)經(jīng)度
* @param lat 測試點(diǎn)緯度
* @param minLng 矩形四個(gè)點(diǎn)中最小經(jīng)度
* @param maxLng 矩形四個(gè)點(diǎn)中最大經(jīng)度
* @param minLat 矩形四個(gè)點(diǎn)中最小緯度
* @param maxLat 矩形四個(gè)點(diǎn)中最大緯度
* @return boolean true:在矩形內(nèi), false:在矩形外
* @Title: isInArea
*/
public static boolean isInRectangleArea(double lng, double lat, double minLng, double maxLng,
double minLat, double maxLat) {
if (isInRange(lat, minLat, maxLat)) {//如果在緯度的范圍內(nèi)
if (minLng * maxLng > 0) {
return isInRange(lng, minLng, maxLng);
} else {
if (Math.abs(minLng) + Math.abs(maxLng) < 180) {
return isInRange(lng, minLng, maxLng);
} else {
double left = Math.max(minLng, maxLng);
double right = Math.min(minLng, maxLng);
return isInRange(lng, left, 180) || isInRange(lng, right, -180);
}
}
} else {
return false;
}
}
/**
* 是否在矩形區(qū)域內(nèi)
* @param point 測試點(diǎn)
* @param gpsPoints 矩形GPS四個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)
* @return boolean true:在矩形內(nèi), false:在矩形外
* @Title: isInArea
*/
public static boolean isInRectangleArea(Point point, Point[] gpsPoints) {
if (gpsPoints.length != 4) {
return false;
}
double[] lats = new double[4];
double[] lngs = new double[4];
for (int i = 0; i < gpsPoints.length; i++) {
lats[i] = gpsPoints[i].getLat();
lngs[i] = gpsPoints[i].getLng();
}
Arrays.sort(lats);
Arrays.sort(lngs);
return isInRectangleArea(point.getLat(), point.getLng(), lats[0], lats[3], lngs[0], lngs[3]);
}
/**
* 判斷是否在經(jīng)緯度范圍內(nèi)
* @param point
* @param left
* @param right
* @return boolean
*/
public static boolean isInRange(double point, double left, double right) {
return point >= Math.min(left, right) && point <= Math.max(left, right);
}
/**
* 判斷點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)
* @param point 測試點(diǎn)
* @param pts 多邊形的點(diǎn)
* @return boolean true:在多邊形內(nèi), false:在多邊形外
* @throws
* @Title: IsPointInPoly
*/
public static boolean isInPolygon(Point point, List<Point> pts) {
int N = pts.size();
boolean boundOrVertex = true;
int intersectCount = 0;//交叉點(diǎn)數(shù)量
double precision = 2e-10; //浮點(diǎn)類型計(jì)算時(shí)候與0比較時(shí)候的容差
Point p1, p2;//臨近頂點(diǎn)
Point p = point; //當(dāng)前點(diǎn)
p1 = pts.get(0);
for (int i = 1; i <= N; ++i) {
if (p.equals(p1)) {
return boundOrVertex;
}
p2 = pts.get(i % N);
if (p.getLng() < Math.min(p1.getLng(), p2.getLng()) || p.getLng() > Math.max(p1.getLng(), p2.getLng())) {
p1 = p2;
continue;
}
//射線穿過算法
if (p.getLng() > Math.min(p1.getLng(), p2.getLng()) && p.getLng() < Math.max(p1.getLng(), p2.getLng())) {
if (p.getLat() <= Math.max(p1.getLat(), p2.getLat())) {
if (p1.getLng() == p2.getLng() && p.getLat() >= Math.min(p1.getLat(), p2.getLat())) {
return boundOrVertex;
}
if (p1.getLat() == p2.getLat()) {
if (p1.getLat() == p.getLat()) {
return boundOrVertex;
} else {
++intersectCount;
}
} else {
double xinters = (p.getLng() - p1.getLng()) * (p2.getLat() - p1.getLat()) / (p2.getLng() - p1.getLng()) + p1.getLat();
if (Math.abs(p.getLat() - xinters) < precision) {
return boundOrVertex;
}
if (p.getLat() < xinters) {
++intersectCount;
}
}
}
} else {
if (p.getLng() == p2.getLng() && p.getLat() <= p2.getLat()) {
Point p3 = pts.get((i + 1) % N);
if (p.getLng() >= Math.min(p1.getLng(), p3.getLng()) && p.getLng() <= Math.max(p1.getLng(), p3.getLng())) {
++intersectCount;
} else {
intersectCount += 2;
}
}
}
p1 = p2;
}
return intersectCount % 2 != 0;
}
}
@Data
@ToString
public class Point {
/**
* 經(jīng)度（-180~180，東經(jīng)正數(shù)，西經(jīng)負(fù)數(shù)）
*/
private double lng;
/**
* 維度（-90~90，北緯正數(shù)，南緯負(fù)數(shù)）
*/
private double lat;
public Point(double lng, double lat) {
this.lng = lng;
this.lat = lat;
}
}
總結(jié)
本文分享了如何使用Java實(shí)現(xiàn)電子圍欄的違規(guī)判斷，包括圓形、矩形和多邊形圍欄的判斷，采用射線穿透算法，性能高效且準(zhǔn)確率高。提供的工具類GeofencingUtils包含多種判斷方法，如isInCircle、isInRectangleArea等，適用于大量坐標(biāo)數(shù)據(jù)的快速處理。
原文出處：https://blog.csdn.net/shangjianli/article/details/121201996
