一、基本原理

處理地理資料時，經常需要用到兩個地理位置間的距離，比如 A 點經緯度（30.553949，114.357399），B點經緯度（129.1344，25.5465），求 AB 兩點之間的距離，

已知地球上任意兩點（lng1，lat1），（lng2， lat2）的經緯度坐標，求兩點間的距離可以利用 haversine 公式：

• 首先先將經緯度坐標的角度化成弧度（rlng1，rlat1），（rlng2，rlat2)

• 利用如下公式：
  

• 其中 a 表示兩點維度的差值，即 a = rlat1 - rlat2， b表示兩點經度的差值，即 b = rlng1 - rlng2；其中 r 表示地球的半徑

網址：https://map.baidu.com/search/%E5%85%A8%E5%9B%BD/

利用百度地圖測距可知，清華大學與北京大學距離大約為1.8km，如下所示：

二、獲取地點的經緯度

主要利用高德地圖地理編碼 / 逆地理編碼 API 來獲取北京大學和清華大學的經緯度，Python實作如下：

# -*- coding: UTF-8 -*-
"""
@Author  ：葉庭云
@CSDN    ：https://yetingyun.blog.csdn.net/
"""
import requests
import json
from pprint import pprint

url = 'https://restapi.amap.com/v3/geocode/geo'       # 輸入API問號前固定不變的部分
params = {'key': '換成您的key',                       # 注冊高德地圖，創建應用獲得的key
          'address': '清華大學'}                      # 將兩個引數放入字典
res = requests.get(url, params)

# pprint(json.loads(res.text))
results = json.loads(res.text)
# 列印結果
print(results["geocodes"][0]["formatted_address"] + "：" + results["geocodes"][0]["location"])

結果如下：

• 北京市海淀區北京大學經緯度：116.308264，39.995304
• 北京市海淀區清華大學經緯度：116.326759，40.003304

三、手寫 haversine 公式計算

Python代碼如下：

from math import sin, asin, cos, radians, fabs, sqrt

EARTH_RADIUS = 6371      # 地球平均半徑大約6371km


def hav(theta):
    s = sin(theta / 2)
    return s * s


def get_distance_hav(lat0, lng0, lat1, lng1):
    # 用haversine公式計算球面兩點間的距離
    # 經緯度轉換成弧度
    lat0 = radians(lat0)
    lat1 = radians(lat1)
    lng0 = radians(lng0)
    lng1 = radians(lng1)
    dlng = fabs(lng0 - lng1)
    dlat = fabs(lat0 - lat1)
    h = hav(dlat) + cos(lat0) * cos(lat1) * hav(dlng)
    distance = 2 * EARTH_RADIUS * asin(sqrt(h))      # km
    return distance

result = get_distance_hav(39.995304, 116.308264, 40.003304, 116.326759)
print("距離：{:.2f}km".format(result))

結果如下：

四、利用 geopy 庫

geopy是一個關于地理編碼的 Python 庫，主要有以下幾個功能：

• 地理編碼：將字串轉換為地理位置
• 逆地理編碼：用于將地理坐標轉換為具體地址
• 計算兩個點的距離：經緯度距離和球面距離

pip install安裝上即可

pip install geopy -i http://pypi.douban.com/simple --trusted-host pypi.douban.com

Python代碼如下：

from geopy.distance import geodesic


distance = geodesic((39.995304, 116.308264), (40.003304, 116.326759)).km  
print("距離：{:.3f}km".format(distance))

對比結果如下：

手寫 haversine 公式計算距離為：1.809km，而直接呼叫 geopy 庫的 geodesic 方法計算距離為：1.812km，二者計算結果相差很小，

更多有關 geopy 的使用可以學習官方檔案： https://www.osgeo.cn/geopy/

五、利用 haversine 庫

pypi地址：https://pypi.org/project/haversine/

Calculate the distance (in various units) between two points on Earth using their latitude and longitude.

用經緯度計算地球上兩點之間的距離（以不同單位表示），pip install安裝即可：

Python代碼如下：

import haversine

print(tuple(haversine.Unit))   # 查看所有可用的單位

from haversine import haversine, Unit

# 兩點的經緯度
point1 = (39.995304, 116.308264)
point2 = (40.003304, 116.326759)
result1 = haversine(point1, point2, unit=Unit.KILOMETERS)    # km
result2 = haversine(point1, point2, unit=Unit.METERS)        # m
# 列印計算結果
print("距離：{:.3f}km".format(result1))
print("距離：{:.3f}m".format(result2))

結果如下：

利用 haversine 庫計算距離的結果與手寫 haversine 計算的結果一致！