1. 程式人生 > >【GIS新探索】演算法實現在不規則區域內均勻分佈點

【GIS新探索】演算法實現在不規則區域內均勻分佈點

1 概要

        在不規則區域內均勻分佈點,這個需求初看可能不好理解。如果設想一下需求場景就比較簡單了。

        場景1:在某個地區範圍內,例如A市區有100W人口,需要將這100W人口在地圖上面相對均勻的標識出來。

        場景2:某不規則場館,需要均勻佈置展位,快速生成展位示意圖。

        場景其他:規則的電線杆、移動基站等模擬生成。

2 設計方案

        既然是要求相對均勻的分佈,我想到了格網法,即將多邊形分割成特定邊長的正方形格子,每個格子的中心點作為分佈點。

        好處:得到的點是絕對均勻的。

        難點:需要判斷格子是否在多邊形範圍內。

        示意圖:

        其中1 2 3 4 四個點代表了不規則多邊形的外接矩形角點。綠色的點用來算出1 2 3 4點的。

3 實現

        第一步先看看模擬區域。

        第二步畫格子。

        第三步標註格子中間的點。

        第四步取出在區域範圍內的格子中心點。

        至此,基本滿足了要求,部分格子的位置細節稍作調整就好。

4 程式碼    

        第一步,繪製區域,使用的是canvas。

//公共方法,canvas繪製
var drawFunc={
    ctx:null,
    init:function(domId){
        //獲取canvas容器
        var can = document.getElementById(domId);
        //建立一個畫布
        var ctx = can.getContext('2d');
        this.ctx=ctx;
    },
    drawArea:function(pts,background){
        this.ctx.beginPath();
         
        var pt=pts[0];
        this.ctx.moveTo(pt[0],pt[1]);          
 
        for(var i=1;i<pts.length;i++){
            var pt=pts[i];
            this.ctx.lineTo(pt[0],pt[1]);    
        }
        this.ctx.fillStyle = background;
        this.ctx.fill();
         
        this.ctx.closePath();
    },
     
    drawPoint:function(point,color,size){
        this.ctx.beginPath();
        this.ctx.arc(point[0], point[1], size, 0, 2*Math.PI, true);
         
        this.ctx.fillStyle =color;
        this.ctx.fill();   
         
        this.ctx.closePath();
    },
     
    drawLine:function(pts,lineWidth,color){
        this.ctx.beginPath();
        this.ctx.lineWidth=lineWidth;
         
        var pt=pts[0];
        this.ctx.moveTo(pt[0],pt[1]);    
        for(var i=1;i<pts.length;i++){
            var pt=pts[i];
            this.ctx.lineTo(pt[0],pt[1]);    
        }
        this.ctx.strokeStyle = color;
        this.ctx.stroke();
    }
}
//01 建立不規則多邊形
    var pts=[];
    pts.push([100,400]);
    pts.push([800,400]);
    pts.push([800,100]);
    pts.push([500,100]);
    pts.push([500,250]);
    pts.push([100,250]);
    drawFunc.drawArea(pts,"#cddc39");

        第二步,繪製格子。這裡有兩個步驟,獲取外接矩形和根據特定間距繪製格子。

/**
*繪製格網,並返回格網中心點
**/
function buildBox(space,startPt,endPt){
    var width=endPt[0]-startPt[0];
    var height=endPt[1]-startPt[1];
         
    var y2=endPt[1];
    for(var i=0;i<width;i+=space){
        var x=startPt[0]+i;
         
        var y1=startPt[1];    
         
        drawFunc.drawLine([[x,y1],[x,y2]],1,"#eee");
    }
     
    var x2=endPt[0];
    for(var i=0;i<height;i+=space){    
        var x1=startPt[0];    
        var y=startPt[1]+i;       
         
        drawFunc.drawLine([[x1,y],[x2,y]],1,"#eee");
    }
     
    var points=[];
     
    for(var i=space;i<width;i+=space){
        var x=startPt[0]+i-space/2;       
        for(var n=space;n<height;n+=space){
            var y=startPt[1]+n-space/2;           
             
            points.push([x,y]);
        }
    }
     
    return points;
}
   //02 求不規則多邊形外接矩形左上右下點
    var box=queryMaxMinPt(pts);
        //03 以一定的間距繪製格網,並返回格網中心點  
    var points= buildBox(20,box.startPt,box.endPt);
/*
*求多邊形外接矩形左上右下點
*/
function queryMaxMinPt(points){
    var x_min=100000000000000;
    var x_max=-1;
     
    var y_min=100000000000000;
    var y_max=-1;
     
    for(var i=0;i<points.length;i++){
        var pt=points[i];
         
        if(pt[0]<x_min)
            x_min=pt[0];
        if(pt[0]>x_max)
            x_max=pt[0];
             
        if(pt[1]<y_min)
            y_min=pt[1];
        if(pt[1]>y_max)
            y_max=pt[1];
    }
     
    return {
        startPt:[x_min,y_min],
        endPt:[x_max,y_max]
    }
         
     
}

    第三和四步,查詢在區域範圍內的格子,並繪製。

/**
*檢查點是否在多邊形範圍內
**/
function checkInside (point, vs) {    
    var x = point[0], y = point[1];
     
    var inside = false;
    for (var i = 0, j = vs.length - 1; i < vs.length; j = i++) {
        var xi = vs[i][0], yi = vs[i][1];
        var xj = vs[j][0], yj = vs[j][1];
         
        var intersect = ((yi > y) != (yj > y))
            && (x < (xj - xi) * (y - yi) / (yj - yi) + xi);
        if (intersect) inside = !inside;
    }
     
    return inside;
};
//04 遍歷中心點,判斷點是否在範圍內
    var pointCount=0;
    for(var i=0;i<points.length;i++){
        var pt=points[i];
        if(checkInside(pt,pts)){
            drawFunc.drawPoint(pt,"red",2);
            pointCount++;
        }
             
    }
     
    console.log("範圍內有:"+pointCount+"個點");

以上就是核心的實現程式碼,如果需要下載原始碼請移步我的部落格下載,地址:

檢視更多GIS、WPF、JAVA、前端技術分享,請訪問我的個人技術網站,檢視更多技術分享。網站地址:www.88gis.cn