一種gis應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)GIS應(yīng)用中，快速識(shí)別地圖上圈選的任意多邊形內(nèi)的網(wǎng) 元實(shí)體的計(jì)算方法，具體地說(shuō)是一種實(shí)用性強(qiáng)、GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在GIS應(yīng)用中，可以直觀的查看移動(dòng)通信設(shè)備網(wǎng)元（比如基站、小區(qū)等)的地理分布 情況。當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)區(qū)域通話質(zhì)量差引起告警或故障時(shí)，維護(hù)工程師會(huì)在GIS上定位到這個(gè) 區(qū)域，并圈選一個(gè)多邊形區(qū)域，進(jìn)而通過(guò)對(duì)這個(gè)區(qū)域內(nèi)的小區(qū)指標(biāo)進(jìn)行匯總、關(guān)聯(lián)分析，最 終定位到具體故障的小區(qū)和故障原因。這是運(yùn)營(yíng)商非常關(guān)心并迫切的使用場(chǎng)景。而解決這 類問(wèn)題最基礎(chǔ)的就是要判斷點(diǎn)與多邊形的位置關(guān)系。如果不能準(zhǔn)確并快速的識(shí)別多邊形內(nèi) 的小區(qū)，將會(huì)影響維護(hù)工程師定位故障甚至做出錯(cuò)誤的決策。Microsoft公司提供的Visual C++的庫(kù)函數(shù)PtlnRegion可以大致實(shí)現(xiàn)該功能，但是PtlnRegion并非總是可靠地返回正確 結(jié)果，特別是當(dāng)要判斷的點(diǎn)位于多邊形的邊界時(shí)。計(jì)算幾何中的射線法，即從待判斷點(diǎn)沿水 平方向向右發(fā)出一條射線，根據(jù)射線與多邊形相交的次數(shù)(奇偶性）來(lái)判斷，但其難以處理 邊界、頂點(diǎn)及邊界與射線共線等特殊情況?；诖?，現(xiàn)提供一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多 邊形位置關(guān)系的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、GIS應(yīng)用中快速判定 點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法。
[0004] 一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為： 獲取所有待判斷點(diǎn)； 求取多邊形的最小包圍矩形； 批量篩選掉多邊形最小包圍矩形之外的所有待判斷點(diǎn)； 采用環(huán)顧法對(duì)多邊形最小包圍矩形之內(nèi)或邊上的點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行判斷，直到所有的點(diǎn)都判 斷完畢。
[0005] 所述多邊形的最小包圍矩形的獲取過(guò)程為： 根據(jù)多邊形的所有頂點(diǎn)，計(jì)算該多邊形頂點(diǎn)的水平坐標(biāo)的最小值、最大值和縱向坐標(biāo) 的最小值、最大值，并將點(diǎn)（水平最小值，縱向最小值）和點(diǎn)（水平最大值，縱向最大值）作為 最小包圍矩形的西南角和東北角。
[0006] 所述環(huán)顧法判斷是指逆時(shí)針獲取每?jī)蓚€(gè)相鄰頂點(diǎn)相對(duì)于待判斷點(diǎn)形成的有方向 的旋轉(zhuǎn)角，然后將所有旋轉(zhuǎn)角相加判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系。
[0007] 所述有方向的旋轉(zhuǎn)角通過(guò)向量?jī)?nèi)積和向量外積計(jì)算得出。
[0008] 所述旋轉(zhuǎn)角的計(jì)算過(guò)程為：從多邊形的任意一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)始，按照逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)顧 一周，結(jié)合向量?jī)?nèi)積和向量外積計(jì)算從起始頂點(diǎn)a轉(zhuǎn)到相鄰頂點(diǎn)b相對(duì)于待判斷點(diǎn)p所成 的有方向的旋轉(zhuǎn)角，依次類推，直到再次轉(zhuǎn)回起始頂點(diǎn)a，統(tǒng)計(jì)旋轉(zhuǎn)角之和，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角之和 判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系。
[0009] 所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系是指：旋轉(zhuǎn)角之和為360°時(shí)，則點(diǎn)在多 邊形內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)角之和為〇°時(shí)，則點(diǎn)在多邊形外。
[0010] 所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷的具體過(guò)程為： 通過(guò)向量?jī)?nèi)積為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特征在于，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò) 程為： 獲取所有待判斷點(diǎn)； 求取多邊形的最小包圍矩形； 批量篩選掉多邊形最小包圍矩形之外的所有待判斷點(diǎn)； 采用環(huán)顧法對(duì)多邊形最小包圍矩形之內(nèi)或邊上的點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行判斷，直到所有的點(diǎn)都判 斷完畢。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述多邊形的最小包圍矩形的獲取過(guò)程為： 根據(jù)多邊形的所有頂點(diǎn)，計(jì)算該多邊形頂點(diǎn)的水平坐標(biāo)的最小值、最大值和縱向坐標(biāo) 的最小值、最大值，并將點(diǎn)（水平最小值，縱向最小值）和點(diǎn)（水平最大值，縱向最大值）作為 最小包圍矩形的西南角和東北角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法， 其特征在于，所述環(huán)顧法判斷是指逆時(shí)針獲取每?jī)蓚€(gè)相鄰頂點(diǎn)相對(duì)于待判斷點(diǎn)形成的有方 向的旋轉(zhuǎn)角，然后將所有旋轉(zhuǎn)角相加判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述有方向的旋轉(zhuǎn)角通過(guò)向量?jī)?nèi)積和向量外積計(jì)算得出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)角的計(jì)算過(guò)程為：從多邊形的任意一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)始，按照逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)顧一 周，結(jié)合向量?jī)?nèi)積和向量外積計(jì)算從起始頂點(diǎn)a轉(zhuǎn)到相鄰頂點(diǎn)b相對(duì)于待判斷點(diǎn)P所成的 有方向的旋轉(zhuǎn)角，依次類推，直到再次轉(zhuǎn)回起始頂點(diǎn)a,統(tǒng)計(jì)旋轉(zhuǎn)角之和，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角之和判 斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系是指；旋轉(zhuǎn)角之和為360°時(shí)，則點(diǎn)在多邊 形內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)角之和為0°時(shí)，則點(diǎn)在多邊形外。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷的具體過(guò)程為： 通過(guò)向量?jī)?nèi)積為；a-b= |G||b|COS白，得到旋轉(zhuǎn)角0的大??；通過(guò)向量外積aXb= |a!陽(yáng)S虹0，得到旋轉(zhuǎn)角0的方向；當(dāng)2A' = 2fi：時(shí)，待判斷的點(diǎn)位于多邊形 的內(nèi)部；當(dāng)E6 =0時(shí)，則待判斷的點(diǎn)位于多邊形的外部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷點(diǎn)與多邊形的關(guān)系是指；旋轉(zhuǎn)角之和為360°時(shí)，則點(diǎn)在多邊 形內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)角之和為0°時(shí)，則點(diǎn)在多邊形外。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其特 征在于，所述旋轉(zhuǎn)角之和判斷的具體過(guò)程為： 通過(guò)向量?jī)?nèi)積為；a.b=I口.||6|cos6,得到旋轉(zhuǎn)角0的大??；通過(guò)向量外積
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：獲取所有待判斷點(diǎn)；求取多邊形的最小包圍矩形；批量篩選掉多邊形最小包圍矩形之外的所有待判斷點(diǎn)；采用環(huán)顧法對(duì)多邊形最小包圍矩形之內(nèi)或邊上的點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行判斷，直到所有的點(diǎn)都判斷完畢。該GIS應(yīng)用中快速判定點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠快速過(guò)濾掉不在多邊形內(nèi)的點(diǎn)，縮小了待判斷點(diǎn)的范圍，大大降低了計(jì)算時(shí)間，避免了傳統(tǒng)射線法對(duì)于邊界情況的繁瑣處理，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
【IPC分類】G06T7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104851096
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510255047
【發(fā)明人】王程英, 李建明, 劉延亮
【申請(qǐng)人】浪潮通信信息系統(tǒng)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日