使用.NET查询日出日落时间 _Asp.net

在wpf中，通过资源文件实现主题切换是个常见的功能，有不少文章介绍了如何实现手动切换主题。那如何实现自动切换主题呢？通常有两种机制：一是跟随系统明暗主题切换，二是像手机操作系统那样根据日出日落时间自动切换。本文将以终为始，采用倒推法一步步介绍如何使用.net免费获取日出日落时间。

获取日出日落时间

日出日落时间会随季节及各地方经度纬度的不同而不同，此外还会受到大气折射等因素的影响。计算日出和日落时间通常需要考虑以下因素：

日期：具体的年、月、日，用于确定太阳相对于地球的位置。
经度：地理位置的经度，影响日出和日落的具体时刻。
纬度：地理位置的纬度，影响日出和日落时间的早晚以及全年日照时间的长短。
海拔：较高的海拔会影响大气折射，从而略微影响日出和日落时间。

获取日出日落时间可以使用在线api或者公式计算。最简单的方法就是付费api，其中有不少api提供免费试用（每天限额请求次数）。公式计算则不受网络限制，但准确度要低一点。

在线api

查询日出日落时间的在线api比较多，这里介绍一个无需注册，无需accesskey的免费api
sunrise-sunset ，它是一个简单的restful api，只需要通过get请求https://api.sunrise-sunset.org/json即可。最少只用提供经度和纬度参数。详细参数说明如下：

lat(float)：十进制的纬度，例如22.5559。必要参数
lng(float)：十进制的经度，例如114.0577。必要参数
date(string)： yyyy-mm-dd格式的日期，也可以是其他的日期格式或者相对日期格式，默认值是当天。可选参数
callback (string)：jsonp回调函数名称。可选参数
formatted (integer)：0 or 1 (默认值是1)。值为0时，api响应结果中时间类型的值将按照 iso 8601显示，并且昼长（day_length）以秒为单位显示。可选参数
tzid (string)：时区标识符。例如：utc，asia/shanghai。可用的时区标识符参见支持的时区列表，如果设置了该参数，响应结果中的时间将根据该参数中时区作为基准。默认是国际协调时间utc。可选参数

以下是获取日出日落时间最基本参数的示例和响应结果：

https://api.sunrise-sunset.org/json?lat=23.1181&lng=113.2539

由于参数只提供了最基本的纬度和经度信息，响应结果默认是当天的日出日落信息，并且数据进行了默认的格式化，所有的时间都是以utc作为基准且没有进行夏令时调整。

{
  "results": {
    "sunrise": "9:48:35 pm",
    "sunset": "10:58:28 am",
    "solar_noon": "4:23:32 am",
    "day_length": "13:09:53",
    "civil_twilight_begin": "9:25:53 pm",
    "civil_twilight_end": "11:21:10 am",
    "nautical_twilight_begin": "8:57:33 pm",
    "nautical_twilight_end": "11:49:30 am",
    "astronomical_twilight_begin": "8:28:26 pm",
    "astronomical_twilight_end": "12:18:37 pm"
  },
  "status": "ok",
  "tzid": "utc"
}

以下是提供了时区参数的请求示例和响应结果：

https://api.sunrise-sunset.org/json?lat=23.1181&lng=113.2539&tzid=asia/shanghai

响应结果中的时间都是以东八区作为基准：

{
  "results": {
    "sunrise": "5:48:35 am",
    "sunset": "6:58:28 pm",
    "solar_noon": "12:23:32 pm",
    "day_length": "13:09:53",
    "civil_twilight_begin": "5:25:53 am",
    "civil_twilight_end": "7:21:10 pm",
    "nautical_twilight_begin": "4:57:33 am",
    "nautical_twilight_end": "7:49:30 pm",
    "astronomical_twilight_begin": "4:28:26 am",
    "astronomical_twilight_end": "8:18:37 pm"
  },
  "status": "ok",
  "tzid": "asia/shanghai"
}

公式计算日出日落时间

除了通过在线api获取日出日落时间，还可以通过天文算法计算，这些算法通常基于地球自转、公转、地球椭圆轨道、黄赤交角以及大气折射等因素。下边这个公式没有涉及大气折射因素，但依旧有较高的精度。

前边通过在线api获取的时间与多个付费api比较结果一致，姑且以在线api作为参照基准，此处公式计算结果偏差有几分钟。

计算机一般采用弧度制，公式为：

日出时间=(180+时区*15-经度-arccos(tan(10547π/81000*cos(2π*(日期+9)/365))*tan(纬度*π/180))*180/π)/15

日落时间=(180+时区*15-经度+arccos(tan(10547π/81000*cos(2π*(日期+9)/365))*tan(纬度*π/180))*180/π)/15

请注意，使用这些公式时应确保：

日期：通常表示为距离当年1月1日的天数。（例如：1月1日表示日期=1，2月15日表示日期=46）
时区：以小时为单位，东时区为正，西时区为负。(例如：我国时区为东八区，时区=8)
经度、纬度：以度为单位，东经、北纬为正，西经、南纬为负。(例如：东经100º13′30″,北纬35º20′15″，则表示经度=100.225，纬度=35.3375;西经25º15′54″，南纬50º45′18″，则表示经度=-25.265，纬度=-50.755)

经度纬度查询

不管是在线api还是公式计算的方式获取日出日落时间，都需要输入经度纬度信息，直接获取经度纬度信息并不容易。但是，我们可以轻松地获取到另一个和地理位置有关的网络信息：ip地址。然后通过ip地址与地理位置的映射（包括经度纬度）得到想要的信息。通常可以通过在线api服务或者离线数据库完成ip地址到经度纬度信息地转换。

在线api服务

除了百度地图，还有许多其他提供ip到经纬度转换的服务，如 maxmind geoip、ipinfo.io、ipgeolocation.io 等。这些服务通常提供免费和付费版本，使用方式类似，通常包括注册、获取api密钥、按照文档指示构造请求url并解析响应。

使用本地数据库或api库

如果需要在本地处理大量ip到经纬度的转换，或者希望减少对外部api的依赖，可以考虑使用如ip2location、geoip等提供的数据库产品。这些数据库包含了ip地址与地理位置信息的映射，可以直接在本地进行查询，无需每次请求都通过网络发送到第三方服务器。

ip2location

ip2location提供了付费的版本ip2location和免费版本ip2location lite，他们的区别在于付费版本数据更多更准确，详细对比参见版本比较。ip2location lite提供了csv和bin两种格式的数据库，并根据数据丰富性分为多个不同的版本。这里以包含了国家、地区、城市、经度纬度、邮政编码、时区的db11为例介绍如何使用。

首先，下载ip2location-lite-db11.bin数据库文件，然后在项目中通过nuget引用ip2location.ipgeolocation包。调用代码如下：

component oip2location = new component();
ipresult oipresult = new ipresult();
oip2location.open(@"c:\users\john\downloads\ip2location-lite-db11.bin");
oipresult = oip2location.ipquery("120.236.111.205");
if (oipresult.status == "ok")
{
    console.writeline(oipresult.latitude); //23.12736
    console.writeline(oipresult.longitude); //113.2646
    console.writeline(oipresult.countrylong); //"china"
    console.writeline(oipresult.countryshort); //"cn"
    console.writeline(oipresult.region); //"guangdong"
    console.writeline(oipresult.city);  //"guangzhou"
    console.writeline(oipresult.timezone); //"+08:00"
    console.writeline(oipresult.zipcode); //"510140"
}
oip2location.close();

geoip

geoip也是提供了付费版本geoip2和免费版本geolite2，付费版本除了数据更多更准确，更新频率也更高一些。geolite2也是提供了csv和mmdb两种格式数据库，并根据内容不同分为geolite2 country、geolite2 city、geolite2 asn三个版本，详细信息参见geolite2 ip元数据数据库对比。这里以geolite2 city.mmdb为例介绍如何使用。

首先，下载geolite2-city.mmdb数据库文件，然后在项目中通过nuget引用maxmind.geoip2包。调用代码如下：

using (var reader = new databasereader(@"c:\users\john\downloads\geolite2-city.mmdb"))
{
    var city = reader.city("120.236.111.205");
    
    console.writeline(city.country.isocode); // "cn"
    console.writeline(city.country.name); // "china"
    console.writeline(city.country.names["zh-cn"]); // "中国"

    console.writeline(city.mostspecificsubdivision.name); // null
    console.writeline(city.mostspecificsubdivision.isocode); // null

    console.writeline(city.city.name); // null

    console.writeline(city.postal.code); // null

    console.writeline(city.location.latitude); // 34.7732
    console.writeline(city.location.longitude); // 113.722
}

不太幸运的是，这个ip并没有查询到城市信息，只返回了国家信息，因此结果中的经度纬度信息也不准确。国内所有未查询到城市信息的ip，返回都是这个经度纬度信息（通过百度地图查询到该坐标处于郑州）。但是geoip2的在线服务查询到了准确的城市及经度纬度信息。