MySQL Great Circle Distance (формула Хаверсина)


168

У меня есть рабочий PHP-скрипт, который получает значения долготы и широты, а затем вводит их в запрос MySQL. Я хотел бы сделать это исключительно MySQL. Вот мой текущий код PHP:

if ($distance != "Any" && $customer_zip != "") { //get the great circle distance 

    //get the origin zip code info 
    $zip_sql = "SELECT * FROM zip_code WHERE zip_code = '$customer_zip'"; 
    $result = mysql_query($zip_sql); 
    $row = mysql_fetch_array($result); 
    $origin_lat = $row['lat']; 
    $origin_lon = $row['lon']; 

    //get the range 
    $lat_range = $distance/69.172; 
    $lon_range = abs($distance/(cos($details[0]) * 69.172)); 
    $min_lat = number_format($origin_lat - $lat_range, "4", ".", ""); 
    $max_lat = number_format($origin_lat + $lat_range, "4", ".", ""); 
    $min_lon = number_format($origin_lon - $lon_range, "4", ".", ""); 
    $max_lon = number_format($origin_lon + $lon_range, "4", ".", ""); 
    $sql .= "lat BETWEEN '$min_lat' AND '$max_lat' AND lon BETWEEN '$min_lon' AND '$max_lon' AND "; 
    } 

Кто-нибудь знает, как сделать это полностью MySQL? Я немного побывал в Интернете, но большая часть литературы по этому вопросу довольно запутанна.

+4

На основании всех отличных ответов ниже, [здесь работает образец формулы Haversine в действии] (http://sqlfiddle.com/#!2/abba1/2/0) 19 янв. 142014-01-19 06:29:13

  0

Спасибо, что поделились тем, что Michael.M 19 янв. 142014-01-19 11:03:31

  0

http://stackoverflow.com/a/40272394/1281385 Приведен пример того, как убедиться, что индекс попал 26 окт. 162016-10-26 21:32:09

311

От Google Code FAQ - Creating a Store Locator with PHP, MySQL & Google Maps:

Вот SQL заявления, которое будет найти ближайшие 20 мест, которые находятся в радиусе 25 миль от 37, -122 координат. Он вычисляет расстояние, основанное на широте/долготе этой строки и целевой широте/долготе, а затем запрашивает только строки, где значение расстояния меньше 25, заказывает весь запрос по расстоянию и ограничивает его до 20 результатов. Для поиска километров вместо миль, заменить 3959 на 6371.

SELECT id, (3959 * acos(cos(radians(37)) * cos(radians(lat)) 
* cos(radians(lng) - radians(-122)) + sin(radians(37)) * sin(radians(lat)))) AS distance 
FROM markers 
HAVING distance < 25 
ORDER BY distance 
LIMIT 0 , 20; 
  0

Точно то, что мне нужно, спасибо. 11 май. 112011-05-11 18:56:07

+2

Заявление sql действительно хорошее. но где я могу передать свои координаты в это утверждение? я не могу видеть, что координаты пройдены 13 авг. 112011-08-13 14:43:40

+28

Замените 37 и -122 вашими координатами. 14 авг. 112011-08-14 05:32:53

+4

Интересно, как это повлияет на производительность, если есть миллионы мест (+ тысячи посетителей) ... 01 дек. 112011-12-01 10:26:08

  0

Кэширование всегда является вашим другом в этом обстоятельстве 21 фев. 122012-02-21 22:13:58

+11

Вы можете сузить запрос для повышения производительности, как описано в этом документе: http : //tr.scribd.com/doc/2569355/Geo-Distance-Search-with-MySQL 15 ноя. 122012-11-15 01:25:40

  0

Отличная статья, спасибо @maliayas 11 июл. 132013-07-11 16:40:17

  0

-1 для того, чтобы не менять константы с помощью переменных lat & lon 12 мар. 142014-03-12 08:27:13

  0

- это «lat» и «lng "поля в базе данных? 29 мар. 142014-03-29 16:49:03

+2

@FosAvance Да, этот запрос будет работать, если у вас есть таблица «markers» с полями id, lan и lng. 29 мар. 142014-03-29 23:08:31

  0

, говоря о производительности, может кто-нибудь сказать мне, если версия Google лучше, чем эта: __ ((ACOS (SIN (51.5073509 * PI()/180) * SIN ('lat' * PI()/180) + COS (51.5073509 * PI()/180) * COS ('lat' * PI()/180) * COS ((- 0.1277583 -' long') * PI()/180)) * 180/PI()) * 60 * 1.1515) __ 20 мар. 152015-03-20 09:20:59

+1

@ EugenZaharia Формула, на которую вы ссылаетесь, является сферическим законом косинусов и почти идентична формуле Хаверсина. Формула сферического закона косинусов возвращает тот же результат, что и формула Хаверсина для расстояний, больших нескольких метров, и в два раза быстрее. 10 апр. 152015-04-10 14:56:25

  0

Я хочу добавить запрос sql LIKE в этом.? 27 окт. 152015-10-27 09:00:37

  0

Эта формула глючит. Я использовал очень похожий (в километрах), и если точка находится точно в центре круга (радиус), эта точка не будет выбрана. Я пытаюсь решить эту ошибку, проверьте это -> http://stackoverflow.com/questions/42522005/select-points-from-map-database-according-to-radius 01 мар. 172017-03-01 03:34:31

  0

На исходной странице google появилась ошибка. В фрагменте кода все еще есть 37 и -122 как lat/lng в запросе, но в тексте теперь говорится: «Вот инструкция SQL, которая находит самые близкие 20 местоположений в радиусе 25 миль к координате -33, 151» - это делает это довольно запутанно! 07 июн. 172017-06-07 12:48:06


28

$greatCircleDistance = acos(cos($latitude0) * cos($latitude1) * cos($longitude0 - $longitude1) + sin($latitude0) * sin($latitude1));

с широтой и долготой в радианах.

так

SELECT 
    acos( 
     cos(radians($latitude0)) 
    * cos(radians($latitude1)) 
    * cos(radians($longitude0) - radians($longitude1)) 
    + sin(radians($latitude0)) 
    * sin(radians($latitude1)) 
) AS greatCircleDistance 
FROM yourTable; 

Ваш SQL-запрос

, чтобы получить результаты в километрах или милях, умножьте результат со средним радиусом Земли (3959 миль, 6371 км или 3440 морских миль)

Вещь, которую вы вычисляете в своем примере, является ограничивающей рамкой. Если вы поместите данные координат в spatial enabled MySQL column, вы можете использовать MySQL's build in functionality для запроса данных.

SELECT 
    id 
FROM spatialEnabledTable 
WHERE 
    MBRWithin(ogc_point, GeomFromText('Polygon((0 0,0 3,3 3,3 0,0 0))')) 

3

Я написал процедуру, которая может вычислить то же самое, , но вы должны ввести широту и долготу в соответствующей таблице.

drop procedure if exists select_lattitude_longitude; 

delimiter // 

create procedure select_lattitude_longitude(In CityName1 varchar(20) , In CityName2 varchar(20)) 

begin 

    declare origin_lat float(10,2); 
    declare origin_long float(10,2); 

    declare dest_lat float(10,2); 
    declare dest_long float(10,2); 

    if CityName1 Not In (select Name from City_lat_lon) OR CityName2 Not In (select Name from City_lat_lon) then 

     select 'The Name Not Exist or Not Valid Please Check the Names given by you' as Message; 

    else 

     select lattitude into origin_lat from City_lat_lon where Name=CityName1; 

     select longitude into origin_long from City_lat_lon where Name=CityName1; 

     select lattitude into dest_lat from City_lat_lon where Name=CityName2; 

     select longitude into dest_long from City_lat_lon where Name=CityName2; 

     select origin_lat as CityName1_lattitude, 
       origin_long as CityName1_longitude, 
       dest_lat as CityName2_lattitude, 
       dest_long as CityName2_longitude; 

     SELECT 3956 * 2 * ASIN(SQRT(POWER(SIN((origin_lat - dest_lat) * pi()/180/2), 2) + COS(origin_lat * pi()/180) * COS(dest_lat * pi()/180) * POWER(SIN((origin_long-dest_long) * pi()/180/2), 2))) * 1.609344 as Distance_In_Kms ; 

    end if; 

end ; 

// 

delimiter ; 

13

Если вы добавляете вспомогательные поля в таблицу координат, вы можете улучшить время отклика запроса.

Как это:

CREATE TABLE `Coordinates` (
`id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL COMMENT 'id for the object', 
`type` TINYINT(4) UNSIGNED NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT 'type', 
`sin_lat` FLOAT NOT NULL COMMENT 'sin(lat) in radians', 
`cos_cos` FLOAT NOT NULL COMMENT 'cos(lat)*cos(lon) in radians', 
`cos_sin` FLOAT NOT NULL COMMENT 'cos(lat)*sin(lon) in radians', 
`lat` FLOAT NOT NULL COMMENT 'latitude in degrees', 
`lon` FLOAT NOT NULL COMMENT 'longitude in degrees', 
INDEX `lat_lon_idx` (`lat`, `lon`) 
)  

Если вы используете TokuDB, вы получите еще более высокую производительность при добавлении кластеризации индексов либо из предикатов, например, так:

alter table Coordinates add clustering index c_lat(lat); 
alter table Coordinates add clustering index c_lon(lon); 

Вам понадобятся основные латы и lon в градусах, а также sin (lat) в радианах, cos (lat) * cos (lon) в радианах и cos (lat) * sin (lon) в радианах для каждой точки , Затем вы создаете функцию MySQL, чего-л, как это:

CREATE FUNCTION `geodistance`(`sin_lat1` FLOAT, 
           `cos_cos1` FLOAT, `cos_sin1` FLOAT, 
           `sin_lat2` FLOAT, 
           `cos_cos2` FLOAT, `cos_sin2` FLOAT) 
    RETURNS float 
    LANGUAGE SQL 
    DETERMINISTIC 
    CONTAINS SQL 
    SQL SECURITY INVOKER 
    BEGIN 
    RETURN acos(sin_lat1*sin_lat2 + cos_cos1*cos_cos2 + cos_sin1*cos_sin2); 
    END 

Это дает расстояние.

Не забудьте добавить индекс на lat/lon, чтобы ограничивающий бокс помог поиску вместо замедления (индекс уже добавлен в запросе CREATE TABLE выше).

INDEX `lat_lon_idx` (`lat`, `lon`) 

Учитывая старую таблицу только с лат координат/Lon, вы можете создать скрипт, чтобы обновить его, как это: (PHP с использованием meekrodb)

$users = DB::query('SELECT id,lat,lon FROM Old_Coordinates'); 

foreach ($users as $user) 
{ 
    $lat_rad = deg2rad($user['lat']); 
    $lon_rad = deg2rad($user['lon']); 

    DB::replace('Coordinates', array(
    'object_id' => $user['id'], 
    'object_type' => 0, 
    'sin_lat' => sin($lat_rad), 
    'cos_cos' => cos($lat_rad)*cos($lon_rad), 
    'cos_sin' => cos($lat_rad)*sin($lon_rad), 
    'lat' => $user['lat'], 
    'lon' => $user['lon'] 
)); 
} 

Затем оптимизировать фактический запрос только выполните расчет расстояний, когда это действительно необходимо, например, ограничивая круг (ну, овал) изнутри и снаружи. Для этого вам необходимо предвычислять несколько метрик для самого запроса:

// assuming the search center coordinates are $lat and $lon in degrees 
// and radius in km is given in $distance 
$lat_rad = deg2rad($lat); 
$lon_rad = deg2rad($lon); 
$R = 6371; // earth's radius, km 
$distance_rad = $distance/$R; 
$distance_rad_plus = $distance_rad * 1.06; // ovality error for outer bounding box 
$dist_deg_lat = rad2deg($distance_rad_plus); //outer bounding box 
$dist_deg_lon = rad2deg($distance_rad_plus/cos(deg2rad($lat))); 
$dist_deg_lat_small = rad2deg($distance_rad/sqrt(2)); //inner bounding box 
$dist_deg_lon_small = rad2deg($distance_rad/cos(deg2rad($lat))/sqrt(2)); 

Учитывая эти препараты, запрос идет что-то вроде этого (PHP):

$neighbors = DB::query("SELECT id, type, lat, lon, 
     geodistance(sin_lat,cos_cos,cos_sin,%d,%d,%d) as distance 
     FROM Coordinates WHERE 
     lat BETWEEN %d AND %d AND lon BETWEEN %d AND %d 
     HAVING (lat BETWEEN %d AND %d AND lon BETWEEN %d AND %d) OR distance <= %d", 
    // center radian values: sin_lat, cos_cos, cos_sin 
     sin($lat_rad),cos($lat_rad)*cos($lon_rad),cos($lat_rad)*sin($lon_rad), 
    // min_lat, max_lat, min_lon, max_lon for the outside box 
     $lat-$dist_deg_lat,$lat+$dist_deg_lat, 
     $lon-$dist_deg_lon,$lon+$dist_deg_lon, 
    // min_lat, max_lat, min_lon, max_lon for the inside box 
     $lat-$dist_deg_lat_small,$lat+$dist_deg_lat_small, 
     $lon-$dist_deg_lon_small,$lon+$dist_deg_lon_small, 
    // distance in radians 
     $distance_rad); 

EXPLAIN на приведенном выше запросе может сказать, что он не использует индекс, если нет достаточных результатов для его запуска. Индекс будет использоваться, когда в таблице координат будет достаточно данных. Вы можете добавить FORCE INDEX (lat_lon_idx) в SELECT, чтобы использовать индекс без учета размера таблицы, поэтому вы можете проверить с помощью EXPLAIN, что он работает правильно.

С приведенными выше образцами кода вы должны иметь рабочую и масштабируемую реализацию поиска объектов по расстоянию с минимальной ошибкой.


2

Я думал, что моя реализация Javascript будет хорошая ссылка на:

/* 
* Check to see if the second coord is within the precision (meters) 
* of the first coord and return accordingly 
*/ 
function checkWithinBound(coord_one, coord_two, precision) { 
    var distance = 3959000 * Math.acos( 
     Math.cos(degree_to_radian(coord_two.lat)) * 
     Math.cos(degree_to_radian(coord_one.lat)) * 
     Math.cos( 
      degree_to_radian(coord_one.lng) - degree_to_radian(coord_two.lng) 
     ) + 
     Math.sin(degree_to_radian(coord_two.lat)) * 
     Math.sin(degree_to_radian(coord_one.lat)) 
    ); 
    return distance <= precision; 
} 

/** 
* Get radian from given degree 
*/ 
function degree_to_radian(degree) { 
    return degree * (Math.PI/180); 
} 

3

Я не могу комментировать ответе выше, но будьте осторожны с ответом @Pavel Chuchuva в. Эта формула не вернет результат, если обе координаты одинаковы. В этом случае расстояние равно NULL, и поэтому строка не будет возвращена с этой формулой как есть.

Я не эксперт в MySQL, но это, кажется, работает для меня:

SELECT id, (3959 * acos(cos(radians(37)) * cos(radians(lat)) * cos(radians(lng) - radians(-122)) + sin(radians(37)) * sin(radians(lat)))) AS distance 
FROM markers HAVING distance < 25 OR distance IS NULL ORDER BY distance LIMIT 0 , 20; 
+2

Если позиции идентичны, это * не должно * выдаваться NULL, но как ноль (поскольку 'ACOS (1)' равно 0). Вы * можете * видеть проблемы округления с помощью xaxis * xaxis + yaxis * yaxis + zaxis * zaxis выходит за пределы диапазона для ACOS, но вы, похоже, не против этого? 15 мар. 132013-03-15 13:18:47


8

Я должен был решить эту проблему в деталях, так что я поделюсь мой результат. Это использует таблицу zip с таблицами latitude и longitude. Это не зависит от Карт Google; скорее, вы можете адаптировать его к любой таблице, содержащей lat/long.

SELECT zip, primary_city, 
     latitude, longitude, distance_in_mi 
    FROM (
SELECT zip, primary_city, latitude, longitude,r, 
     (3963.17 * ACOS(COS(RADIANS(latpoint)) 
       * COS(RADIANS(latitude)) 
       * COS(RADIANS(longpoint) - RADIANS(longitude)) 
       + SIN(RADIANS(latpoint)) 
       * SIN(RADIANS(latitude)))) AS distance_in_mi 
FROM zip 
JOIN (
     SELECT 42.81 AS latpoint, -70.81 AS longpoint, 50.0 AS r 
    ) AS p 
WHERE latitude 
    BETWEEN latpoint - (r/69) 
     AND latpoint + (r/69) 
    AND longitude 
    BETWEEN longpoint - (r/(69 * COS(RADIANS(latpoint)))) 
     AND longpoint + (r/(69 * COS(RADIANS(latpoint)))) 
) d 
WHERE distance_in_mi <= r 
ORDER BY distance_in_mi 
LIMIT 30 

Посмотрите на этой линии в середине этого запроса:

SELECT 42.81 AS latpoint, -70.81 AS longpoint, 50.0 AS r 

Это ищет 30 ближайших записей в таблице zip в пределах 50,0 миль Шир/точки 42,81/-70.81. Когда вы создаете это в приложении, вы помещаете свою точку и радиус поиска.

Если вы хотите работать в километрах, а не мили, изменить 69 к 111.045 и изменить 3963.17 к 6378.10 в запросе.

Вот подробный отчет. Надеюсь, это поможет кому-то.http://www.plumislandmedia.net/mysql/haversine-mysql-nearest-loc/


3
SELECT *, ( 
    6371 * acos(cos(radians(search_lat)) * cos(radians(lat)) * 
cos(radians(lng) - radians(search_lng)) + sin(radians(search_lat)) *   sin(radians(lat))) 
) AS distance 
FROM table 
WHERE lat != search_lat AND lng != search_lng AND distance < 25 
ORDER BY distance 
FETCH 10 ONLY 

на расстояние до 25 км

  0

Последний (радианы (лат) должен быть грехом (радианы (лат)) 08 мар. 172017-03-08 20:01:25

  0

@KG спасибо. Отредактировано согласно вашему предложению. 08 мар. 182018-03-08 14:33:10