C#：経度緯度の２点間の距離を求めるには

Sat, 11 Mar 2023 14:17:35 +0900

以前、クラスライブラリを使用して距離を取得しましたが、そのときのライブラリが今では使いづらそうなので、算出するコードを作成してみました。
ChatGPT で生成して、少し直した程度です。凄い時代になりましたね。
Vincenty 法で求めると精度が高いようなので、それで生成させました。

using System;

var location1 = new Location(35.6895, 139.6917); // 東京
var location2 = new Location(34.6937, 135.5022); // 大阪

var distance = Vincenty.Distance(location1, location2);
Console.WriteLine($"Distance between Tokyo and Osaka: {distance} m");

public class Location
{
 public double Latitude { get; set; }
 public double Longitude { get; set; }

 public Location(double latitude, double longitude)
 {
 Latitude = latitude;
 Longitude = longitude;
 }
}

public static class Vincenty
{
 private const double Flattening = 1 / 298.257223563; // WGS84楕円体の扁平率
 private const double EquatorialRadius = 6378137.0; // WGS84楕円体の赤道半径

 public static double Distance(Location loc1, Location loc2)
 {
 var f = Flattening;
 var a = EquatorialRadius;
 var b = a * (1 - f);
 var latRad1 = loc1.Latitude * Math.PI / 180.0;
 var lonRad1 = loc1.Longitude * Math.PI / 180.0;
 var latRad2 = loc2.Latitude * Math.PI / 180.0;
 var lonRad2 = loc2.Longitude * Math.PI / 180.0;

 var L = lonRad2 - lonRad1;
 var tanU1 = (1 - f) * Math.Tan(latRad1);
 var cosU1 = 1 / Math.Sqrt((1 + tanU1 * tanU1));
 var sinU1 = tanU1 * cosU1;
 var tanU2 = (1 - f) * Math.Tan(latRad2);
 var cosU2 = 1 / Math.Sqrt((1 + tanU2 * tanU2));
 var sinU2 = tanU2 * cosU2;

 double lambda = L;
 double lambdaP = 2 * Math.PI;

 double sinLambda = 0;
 double cosLambda = 0;
 double sinSigma = 0;
 double cosSigma = 0;
 double sigma = 0;
 double sinAlpha = 0;
 double cosSqAlpha = 0;
 double cos2SigmaM = 0;
 double C = 0;

 while (Math.Abs(lambda - lambdaP) > 1e-12)
 {
 sinLambda = Math.Sin(lambda);
 cosLambda = Math.Cos(lambda);
 sinSigma = Math.Sqrt((cosU2 * sinLambda) * (cosU2 * sinLambda) +
 (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda) * (cosU1 * sinU2 - sinU1 * cosU2 * cosLambda));
 if (sinSigma == 0)
 {
 return 0; // 2点間の距離が0の場合
 }

 cosSigma = sinU1 * sinU2 + cosU1 * cosU2 * cosLambda;
 sigma = Math.Atan2(sinSigma, cosSigma);
 sinAlpha = cosU1 * cosU2 * sinLambda / sinSigma;
 cosSqAlpha = 1 - sinAlpha * sinAlpha;
 if (cosSqAlpha == 0)
 {
 cos2SigmaM = 0;
 }
 else
 {
 cos2SigmaM = cosSigma - 2 * sinU1 * sinU2 / cosSqAlpha;
 }

 C = f / 16 * cosSqAlpha * (4 + f * (4 - 3 * cosSqAlpha));
 lambdaP = lambda;
 lambda = L + (1 - C) * f * sinAlpha * (sigma + C * sinSigma *
 (Math.Cos(2 * sigma) + C * cosSigma * (-1 + 2 * Math.Cos(2 * sigma))));
 }
 var uSq = cosSqAlpha * (a * a - b * b) / (b * b);
 var A = 1 + uSq / 16384 * (4096 + uSq * (-768 + uSq * (320 - 175 * uSq)));
 var B = uSq / 1024 * (256 + uSq * (-128 + uSq * (74 - 47 * uSq)));
 var deltaSigma = B * sinSigma * (cos2SigmaM + B / 4 * (cosSigma * (-1 + 2 * cos2SigmaM * cos2SigmaM) -
 B / 6 * cos2SigmaM * (-3 + 4 * sinSigma * sinSigma) * (-3 + 4 * cos2SigmaM * cos2SigmaM)));
 var s = b * A * (sigma - deltaSigma);

 return s;
 }
}

Distance between Tokyo and Osaka : 397192.2878195703 m

経度緯度の２点間の距離を求めるには

Sat, 04 Dec 2021 18:25:01 +0900

.NET Framework の GeoCoordinate クラスを使う

2023/03/11：別投稿を作成しました。

C# など、.NET Framework が使える場合は、GeoCoordinate クラスの GetDistanceTo メソッドが便利です。
GeoCoordinate が System.Device.Location のクラスなので NuGet で追加しましたが、複数見つかるんですね。
使ったのはこれなんですが、良かったのかどうか。。

using System;
using System.Device.Location;

namespace Haversine
{
 class Program
 {
 static void Main(string[] args)
 {
 var latTokyo = 35.6809591;
 var lonTokyo = 139.7673068;
 var latOsaka = 34.7055051;
 var lonOsaka = 135.4983028;

 var distance = new GeoCoordinate(latTokyo, lonTokyo).GetDistanceTo(new GeoCoordinate(latOsaka, lonOsaka));

 // 403110.29750609986m
 Console.WriteLine($"{distance}m");
 }
 }
}

MSDN の注釈には以下の記載がありました。違和感があるのは機械翻訳からでしょうか。

Haversine 式は、距離を計算するために使用されます。 Haversine 式は地球の惑星を表しますが、楕円体ではなく球面地球を想定しています。距離が長い場合、Haversine 式では 0.1% 未満のエラーが発生します。

高度は距離の計算には使用されません。

https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/api/system.device.location.geocoordinate.getdistanceto?view=netframework-4.8#System_Device_Location_GeoCoordinate_GetDistanceTo_System_Device_Location_GeoCoordinate_

Haversine 式なるもので計算できるようですね。

haversine-distance パッケージを使う

Haversine で探すと JavaScript で使える haversine-distance パッケージがありました。

const haversine = require('haversine-distance');

const tokyo = { latitude: 35.6809591, longitude: 139.7673068 };
const osaka = { latitude: 34.7055051, longitude: 135.4983028 };

// 403213.7855570708
console.log(haversine(tokyo, osaka));

結果の差は計算途中の誤差でしょうか。

C# on いつかの熊右衛門

C#：経度緯度の２点間の距離を求めるには

経度緯度の２点間の距離を求めるには

.NET Framework の GeoCoordinate クラス を使う

haversine-distance パッケージを使う

.NET Framework の GeoCoordinate クラスを使う