random-location-generator

Juhusliku asukoha generaator on tööriist, mis annab juhusliku geograafiliste koordinaatide paari: laiuskraadi ja pikkuskraadi. Iga tulemus tähistab punkti, mis võib paikneda ükskõik kus Maa pinnal, avamerest linnatänavate ja mäetippudeni.

Mida tööriist genereerib

Iga klõps annab ühe laiuskraadi väärtuse vahemikus -90° kuni 90° ja ühe pikkuskraadi väärtuse vahemikus -180° kuni 180°. Tööriist kuvab mõlemad arvud kümnendkraadides, näiteks 60,0000° N, 90,0000° W, ning märgib punkti lihtsal maailmakaardil. Negatiivne laiuskraad tähendab, et punkt asub ekvaatorist lõuna pool; negatiivne pikkuskraad tähendab, et see asub Ühendkuningriigis Greenwichi läbivast algmeridiaanist lääne pool.

Kuidas kasutada juhusliku asukoha generaatorit

Vajutage nuppu Generate.
Lugege nupu all kuvatud koordinaate koos põhja-/lõuna- ja ida-/läänesuunaga.
Vaadake maailmakaardil markerit, et näha ligikaudu, kus punkt asub.
Vajutage Copy, et koordinaadid mujal kasutamiseks kopeerida.
Uue punkti saamiseks vajutage uuesti Generate. Seda saab teha piiramatu arv kordi.
Tulemuse kustutamiseks ja otsast alustamiseks vajutage Reset.

Kuidas koordinaate arvutatakse (valem)

Pikkuskraad on lihtne: see valitakse ühtlaselt, mis tähendab, et iga väärtus vahemikus -180° kuni 180° on sama tõenäoline. Valem on järgmine:

$\lambda = v \times 360 - 180$

kus λ on pikkuskraad kraadides ja v on juhuslik arv vahemikus 0 kuni 1.

Laiuskraad toimib teisiti ja just siin tehakse sageli vigu. Kasutatav valem on järgmine:

$\varphi = \arcsin(2u - 1)$

kus φ on radiaanidest kraadidesse teisendatud laiuskraad, u on eraldi juhuslik arv vahemikus 0 kuni 1 ning arcsin on siinuse pöördfunktsioon.

Miks laiuskraadi ei valita lihtsalt juhusliku arvuga

Pooluste lähedal on laiuskraadiring lühike. Ekvaatoril asuv laiuskraadiring on pikk ja kulgeb peaaegu ümber kogu planeedi. Kui laiuskraad valitaks lihtsalt juhusliku arvuna vahemikus -90 kuni 90, saaks iga laiuskraadi kraad tulemuste hulgas võrdse osakaalu, kuigi polaaralad katavad Maa pinnast palju vähem kui ekvatoriaalalad. Nii koguneks pooluste lähedale liiga palju punkte.

Arkussiinuse valem lahendab selle probleemi. See jaotab punktid nii, et igal Maa pinna osal on valituks osutumiseks võrdne tõenäosus, olenemata sellest, kui lähedal see poolusele asub. Seda ideed nimetatakse sfäärilt punktide valimiseks ning see tuleneb reeglist, mida tuntakse ka Archimedese kübarakarbi teoreemina: laiuskraadivööndi pindala sõltub selle servade siinuste erinevusest, mitte kraadides väljendatud erinevusest.

Läbiarvutatud näide

Oletame, et generaator genereerib kaks juhuslikku arvu: laiuskraadi jaoks u = 0,9330127 ja pikkuskraadi jaoks v = 0,25.

laiuskraad = arcsin(2 × 0,9330127 − 1) = arcsin(0,8660254) = 60°
pikkuskraad = 0,25 × 360 − 180 = -90°

Tulemuseks on 60,0000° N, 90,0000° W, punkt Hudsoni lahe lähedal Põhja-Kanadas.

Koodinäide

Samad kaks sammu toimivad mis tahes programmeerimiskeeles: genereerige kaks juhuslikku arvu vahemikus 0 kuni 1, rakendage esimesele arkussiinuse valemit, et saada laiuskraad, ja skaleerige teist, et saada pikkuskraad.

Python

1import random
2import math
3
4def generate_random_coordinates():
5    u = random.random()
6    v = random.random()
7    latitude = math.degrees(math.asin(2 * u - 1))
8    longitude = v * 360 - 180
9    return latitude, longitude
10

JavaScript

1function generateRandomCoordinates() {
2  const u = Math.random();
3  const v = Math.random();
4  const latitude = Math.asin(2 * u - 1) * (180 / Math.PI);
5  const longitude = v * 360 - 180;
6  return { latitude, longitude };
7}
8

Lihtsam versioon, mis jätab arkussiinuse sammu vahele ja valib laiuskraadi väärtuseks random.uniform(-90, 90), on hõlpsam kirjutada, kuid koondab punktid pooluste lähedale, selle asemel et jaotada need ühtlaselt üle Maa pinna.

Levinud kasutusalad

Tarkvaraarendajad kasutavad juhuslikke koordinaate GPS-funktsioonide, kaartide kuvamise ja asukohapõhiste rakenduste testimiseks, ilma et nad peaksid testiandmeid käsitsi valima. Mängudisainerid kasutavad neid tekke- või aardejahi asukohtade määramiseks. Õpetajad kasutavad neid koos õpilastega laius- ja pikkuskraadi lugemise harjutamiseks. Teadlased kasutavad neid välitööde jaoks erapooletute valimiskohtade valimiseks, sest arkussiinuse meetod ei eelista ühtki maailma piirkonda.

Korduma kippuvad küsimused

Mis formaadis koordinaadid on?

Kümnendkraadid (DD), näiteks 40,7128° N, 74,0060° W. Seda vormingut kasutavad enamik kaarditeenuseid, sealhulgas Google Maps, ning GPS-seadmed.

Miks langevad nii paljud juhuslikud koordinaadid ookeani?

Vesi katab umbes 71% Maa pinnast, seega langeb tõeliselt juhuslik punkt tõenäolisemalt ookeani kui maismaale. See on ootuspärane ja kinnitab, et koordinaadid on jaotunud ühtlaselt, mitte ei viita tööriista veale.

Kas saan genereerida koordinaate ainult ühe riigi või mandri jaoks?

Ei. Tööriist valib punkte kõikjalt Maalt. Tulemuste piiramiseks kindla piirkonnaga tuleks pärast genereerimist kasutada täiendavat filtreerimist või luua tööriist, millele on määratud piirkonna piirid.

Kui täpsed koordinaadid on?

Igal väärtusel on pärast koma 4 numbrit. Laiuskraadi puhul tähendab see kogu Maal ligikaudu 11 meetri (36 jala) täpsust. Pikkuskraadi sama 4 numbrit katavad ekvaatori lähedal ligikaudu 11 meetrit, kuid poolustele lähenedes vahemaa väheneb, sest pikkuskraadijooned liiguvad seal üksteisele lähemale.

Kas koordinaadid tähistavad päriselus kehtivaid asukohti?

Jah. Iga tulemus on Maa pinnal matemaatiliselt kehtiv punkt, kuigi see võib asuda avamerel, jääl või mõnes muus kohas, mille läheduses ei ole asulat.

Kuidas teisendada kümnendkraadid kraadideks, minutiteks ja sekunditeks (DMS)?

Võtke täisarv kraadidena. Minutite saamiseks korrutage murdosa 60-ga. Võtke saadud tulemuse murdosa ja korrutage see sekundite saamiseks uuesti 60-ga.