Forum: Offtopic Mittelpunkt von mehreren GPS-Koordinaten ermitteln


von Rainer U. (r-u)


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Wie macht man das am besten?

Gegeben seinen n Adressen von Wohnungen, ausgedrückt durch ihre 
GPS-Koordinaten.

Gesucht ist der Punkt, der im Mittel allen Adressen am nächsten liegt. 
Also wenn man alle Entfernungen (Luftlinie, oder als Kür noch 
Straßenwege) vom Mittelpunkt zu Adresse 1 bis n addiert, das Minimum 
rauskommt.

Wer hat eine praktische Idee?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Geometrischer_Schwerpunkt
vielleicht findet sich unter dem Begriff etwas passendes?
Für kleinräumige Betrachtung reicht sicher eine ebene zweidimensionale 
Annäherung.

von Max M. (jens2001)


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Rainer U. schrieb:

> GPS-Koordinaten.
>
> Gesucht ist der Punkt, der im Mittel... Luftlinie,....Adresse 1 bis n addiert, 
das Minimum
> rauskommt.
>
> Wer hat eine praktische Idee?


https://de.wikipedia.org/wiki/Geometrischer_Schwerpunkt#Geometrischer_Schwerpunkt_endlich_vieler_Punkte_im_reellen_Vektorraum

Trivial!

Rainer U. schrieb:
> als Kür noch
> Straßenwege)

Wohl so komplex wie "Salesman-Problem"

von Andreas W. (andy_w)


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Hallo,
ich habe Zweifel, ob der Schwerpunkt mehrerer gleichgewichteter Punkte 
auch der Ort ist, an dem die Summe der Distanzen minimal ist. Ein 
Gegenbeispiel:

Drei Punkte auf einer Linie bei x=0, x=1 und x=10. Die minimale 
Entfernungssumme hat man bei x=1 mit Summe 10, der Schwerpunkt liegt bei 
x=11/3. Da ist die Entfernungssumme aber 38/3, also größer als 10.

Ich befürchte, für die Lösung muß man eine Iteration laufen lassen, um 
sich dem gesuchten Punkt immer mehr anzunähern. Die Summe der 
Differenzvektoren von jedem Punkt zu dem gewählten Startpunkt gibt 
Anhaltspunkte dafür, in welche Richtung und wie weit man den Startpunkt 
für den nächsten Schritt bewegen müßte. Der Schwerpunkt ist nicht immer 
richtig.

Gruß

von Alex G. (dragongamer)


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Richtig, selbst ohne Straßen-Routen ist das eine Abwandlung des 
Traveling-Salesman problems und damit "NP-Hart". 
https://de.wikipedia.org/wiki/Problem_des_Handlungsreisenden
D.h. es ist (bislang) nicht möglich die exakte Lösung zu errechnen, ohne 
alle möglichen Varianten einzeln zu berücksichtigen.
Wenn du doch einen Weg Findest, bekommst du von einem US Institut 1 Mio 
$ da es eines der 7 Millenium Probleme ist: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Millennium-Probleme (die Lösung würde 
zugleich das P-NP Klassifizeirungsproblem lösen, da die NP Klasse dann 
nicht mehr existent wäre)

In der Praxis wird von zufallsbasiertem Brute-Force alles bis zu 
neuronalen Netzen auf solche Probleme los gelassen.

Ganz wage erinnere ich mich auch an einen annähernden Algorithmus in der 
Schule, ist aber schon zu lang her... Irgendwas mit "lokale Minima 
suchen".


EDIT: Trivial würde ich das Areal in ein Gitter einteilen wo jede Zelle 
die Größe hat von, sagen wir mal 1/100stel der Größten Distanz zwischen 
zwei Punkten (jeweils separat in X und in Y Richtung).
Das ergibt ein Areal von 100x100 Zellen in dem sich der optimale Punkt 
befinden muss.
Darauf kannst du einfach bruteforce mäßig losrechnen. Also die Summe der 
Distanzen für jede Gitterzelle berechnen.
Die Mitte der optimalste Zelle ist dann sicherlich ein guter 
Näherungswert.

EDIT: Das setzt vorraus dass die Punkte halbwegs gleichmäßig verteilt 
sind. Ein extremer Ausreisser würde die Zelle sehr stark strecken.

: Bearbeitet durch User
von Magnus L. (magugu)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Geometrischer_Schwerpunkt
> vielleicht findet sich unter dem Begriff etwas passendes?
> Für kleinräumige Betrachtung reicht sicher eine ebene zweidimensionale
> Annäherung.

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