content: /*
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   ~                                                                               ~
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   ~                                                                               ~
   ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
  */
  package org.miaixz.bus.core.data;
  
  import java.io.Serial;
  import java.io.Serializable;
  import java.util.Objects;
  
  /**
   * 坐标系转换相关工具类，主流坐标系包括：
   * <ul>
   * <li>WGS84坐标系：即地球坐标系，中国外谷歌地图</li>
   * <li>GCJ02坐标系：即火星坐标系，高德、腾讯、阿里等使用</li>
   * <li>BD09坐标系：即百度坐标系，GCJ02坐标系经加密后的坐标系。百度、搜狗等使用</li>
   * </ul>
   * <p>
   * 坐标转换相关参考: <a href="https://tool.lu/coordinate/">https://tool.lu/coordinate/</a>
   * 参考：<a href="https://github.com/JourWon/coordinate-transform">https://github.com/JourWon/coordinate-transform</a>
   * </p>
   *
   * @author Kimi Liu
   * @since Java 17+
   */
  public class Coordinate {
  
      /**
       * 坐标转换参数：(火星坐标系与百度坐标系转换的中间量)
       */
      public static final double X_PI = 3.1415926535897932384626433832795 * 3000.0 / 180.0;
  
      /**
       * 坐标转换参数：π
       */
      public static final double PI = 3.1415926535897932384626433832795D;
  
      /**
       * 地球半径（Krasovsky 1940）
       */
      public static final double RADIUS = 6378245.0D;
  
      /**
       * 修正参数（偏率ee）
       */
      public static final double CORRECTION_PARAM = 0.00669342162296594323D;
  
      /**
       * 判断坐标是否在国外 火星坐标系 (GCJ-02)只对国内有效，国外无需转换
       *
       * @param lng 经度
       * @param lat 纬度
       * @return 坐标是否在国外
       */
      public static boolean outOfChina(final double lng, final double lat) {
          return (lng < 72.004 || lng > 137.8347) || (lat < 0.8293 || lat > 55.8271);
      }
  
      /**
       * WGS84 转换为 火星坐标系 (GCJ-02)
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return 火星坐标 (GCJ-02)
       */
      public static Point wgs84ToGcj02(final double lng, final double lat) {
          return new Point(lng, lat).offset(offset(lng, lat, true));
      }
  
      /**
       * WGS84 坐标转为 百度坐标系 (BD-09) 坐标
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return bd09 坐标
       */
      public static Point wgs84ToBd09(final double lng, final double lat) {
          final Point gcj02 = wgs84ToGcj02(lng, lat);
          return gcj02ToBd09(gcj02.lng, gcj02.lat);
      }
  
      /**
       * 火星坐标系 (GCJ-02) 转换为 WGS84
       *
       * @param lng 经度坐标
       * @param lat 维度坐标
       * @return WGS84 坐标
       */
      public static Point gcj02ToWgs84(final double lng, final double lat) {
          return new Point(lng, lat).offset(offset(lng, lat, false));
      }
  
      /**
       * 火星坐标系 (GCJ-02) 与百度坐标系 (BD-09) 的转换
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return BD-09 坐标
       */
      public static Point gcj02ToBd09(final double lng, final double lat) {
          final double z = Math.sqrt(lng * lng + lat * lat) + 0.00002 * Math.sin(lat * X_PI);
          final double theta = Math.atan2(lat, lng) + 0.000003 * Math.cos(lng * X_PI);
          final double bd_lng = z * Math.cos(theta) + 0.0065;
          final double bd_lat = z * Math.sin(theta) + 0.006;
          return new Point(bd_lng, bd_lat);
      }
  
      /**
       * 百度坐标系 (BD-09) 与 火星坐标系 (GCJ-02)的转换 即 百度 转 谷歌、高德
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return GCJ-02 坐标
       */
      public static Point bd09ToGcj02(final double lng, final double lat) {
          final double x = lng - 0.0065;
          final double y = lat - 0.006;
          final double z = Math.sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * Math.sin(y * X_PI);
          final double theta = Math.atan2(y, x) - 0.000003 * Math.cos(x * X_PI);
          final double gg_lng = z * Math.cos(theta);
          final double gg_lat = z * Math.sin(theta);
          return new Point(gg_lng, gg_lat);
      }
  
      /**
       * 百度坐标系 (BD-09) 与 WGS84 的转换
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return WGS84坐标
       */
      public static Point bd09toWgs84(final double lng, final double lat) {
          final Point gcj02 = bd09ToGcj02(lng, lat);
          return gcj02ToWgs84(gcj02.lng, gcj02.lat);
      }
  
      /**
       * WGS84 坐标转为 墨卡托投影
       *
       * @param lng 经度值
       * @param lat 纬度值
       * @return 墨卡托投影
       */
      public static Point wgs84ToMercator(final double lng, final double lat) {
          final double x = lng * 20037508.342789244 / 180;
          double y = Math.log(Math.tan((90 + lat) * Math.PI / 360)) / (Math.PI / 180);
          y = y * 20037508.342789244 / 180;
          return new Point(x, y);
      }
  
      /**
       * 墨卡托投影 转为 WGS84 坐标
       *
       * @param mercatorX 墨卡托X坐标
       * @param mercatorY 墨卡托Y坐标
       * @return WGS84 坐标
       */
      public static Point mercatorToWgs84(final double mercatorX, final double mercatorY) {
          final double x = mercatorX / 20037508.342789244 * 180;
          double y = mercatorY / 20037508.342789244 * 180;
          y = 180 / Math.PI * (2 * Math.atan(Math.exp(y * Math.PI / 180)) - Math.PI / 2);
          return new Point(x, y);
      }
  
      /**
       * WGS84 与 火星坐标系 (GCJ-02)转换的偏移算法（非精确）
       *
       * @param lng    经度值
       * @param lat    纬度值
       * @param isPlus 是否正向偏移：WGS84转GCJ-02使用正向，否则使用反向
       * @return 偏移坐标
       */
      private static Point offset(final double lng, final double lat, final boolean isPlus) {
          double dlng = transLng(lng - 105.0, lat - 35.0);
          double dlat = transLat(lng - 105.0, lat - 35.0);
  
          double magic = Math.sin(lat / 180.0 * PI);
          magic = 1 - CORRECTION_PARAM * magic * magic;
          final double sqrtMagic = Math.sqrt(magic);
  
          dlng = (dlng * 180.0) / (RADIUS / sqrtMagic * Math.cos(lat / 180.0 * PI) * PI);
          dlat = (dlat * 180.0) / ((RADIUS * (1 - CORRECTION_PARAM)) / (magic * sqrtMagic) * PI);
  
          if (!isPlus) {
              dlng = -dlng;
              dlat = -dlat;
          }
  
          return new Point(dlng, dlat);
      }
  
      /**
       * 计算经度坐标
       *
       * @param lng 经度坐标
       * @param lat 纬度坐标
       * @return ret 计算完成后的
       */
      private static double transLng(final double lng, final double lat) {
          double ret = 300.0 + lng + 2.0 * lat + 0.1 * lng * lng + 0.1 * lng * lat + 0.1 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
          ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
          ret += (20.0 * Math.sin(lng * PI) + 40.0 * Math.sin(lng / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
          ret += (150.0 * Math.sin(lng / 12.0 * PI) + 300.0 * Math.sin(lng / 30.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
          return ret;
      }
  
      /**
       * 计算纬度坐标
       *
       * @param lng 经度
       * @param lat 纬度
       * @return ret 计算完成后的
       */
      private static double transLat(final double lng, final double lat) {
          double ret = -100.0 + 2.0 * lng + 3.0 * lat + 0.2 * lat * lat + 0.1 * lng * lat
                  + 0.2 * Math.sqrt(Math.abs(lng));
          ret += (20.0 * Math.sin(6.0 * lng * PI) + 20.0 * Math.sin(2.0 * lng * PI)) * 2.0 / 3.0;
          ret += (20.0 * Math.sin(lat * PI) + 40.0 * Math.sin(lat / 3.0 * PI)) * 2.0 / 3.0;
          ret += (160.0 * Math.sin(lat / 12.0 * PI) + 320 * Math.sin(lat * PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
          return ret;
      }
  
      /**
       * 坐标经纬度
       */
      public static class Point implements Serializable {
  
          @Serial
          private static final long serialVersionUID = 2852275287953L;
  
          /**
           * 经度
           */
          private double lng;
          /**
           * 纬度
           */
          private double lat;
  
          /**
           * 构造
           *
           * @param lng 经度
           * @param lat 纬度
           */
          public Point(final double lng, final double lat) {
              this.lng = lng;
              this.lat = lat;
          }
  
          /**
           * 获取经度
           *
           * @return 经度
           */
          public double getLng() {
              return lng;
          }
  
          /**
           * 设置经度
           *
           * @param lng 经度
           * @return this
           */
          public Point setLng(final double lng) {
              this.lng = lng;
              return this;
          }
  
          /**
           * 获取纬度
           *
           * @return 纬度
           */
          public double getLat() {
              return lat;
          }
  
          /**
           * 设置纬度
           *
           * @param lat 纬度
           * @return this
           */
          public Point setLat(final double lat) {
              this.lat = lat;
              return this;
          }
  
          /**
           * 当前坐标偏移指定坐标
           *
           * @param offset 偏移量
           * @return this
           */
          public Point offset(final Point offset) {
              this.lng += offset.lng;
              this.lat += offset.lat;
              return this;
          }
  
          @Override
          public boolean equals(final Object o) {
              if (this == o) {
                  return true;
              }
              if (o == null || getClass() != o.getClass()) {
                  return false;
              }
              final Point that = (Point) o;
              return Double.compare(that.lng, lng) == 0 && Double.compare(that.lat, lat) == 0;
          }
  
          @Override
          public int hashCode() {
              return Objects.hash(lng, lat);
          }
  
          @Override
          public String toString() {
              return "Point{" + "lng=" + lng + ", lat=" + lat + '}';
          }
      }
  
  }
  