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【GIS新探索】算法实现在不规则区域内均匀分布点

1 概要

        在不规则区域内均匀分布点,这个需求初看可能不好理解。如果设想一下需求场景就比较简单了。

        场景1:在某个地区范围内,例如A市区有100W人口,需要将这100W人口在地图上面相对均匀的标识出来。

        场景2:某不规则场馆,需要均匀布置展位,快速生成展位示意图。

        场景其他:规则的电线杆、移动基站等模拟生成。

 

2 设计方案

        既然是要求相对均匀的分布,我想到了格网法,即将多边形分割成特定边长的正方形格子,每个格子的中心点作为分布点。

        好处:得到的点是绝对均匀的。

        难点:需要判断格子是否在多边形范围内。

        示意图:

        

        其中1 2 3 4 四个点代表了不规则多边形的外接矩形角点。绿色的点用来算出1 2 3 4点的。

3 实现

        第一步先看看模拟区域。

        第二步画格子。

        第三步标注格子中间的点。

        第四步取出在区域范围内的格子中心点。

        至此,基本满足了要求,部分格子的位置细节稍作调整就好。

4 代码    

        第一步,绘制区域,使用的是canvas。

//公共方法,canvas绘制var drawFunc={ ctx:null, init:function(domId){ //获取canvas容器 var can = document.getElementById(domId); //创建一个画布 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 创建不规则多边形 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,绘制格子。这里有两个步骤,获取外接矩形和根据特定间距绘制格子。

/***绘制格网,并返回格网中心点**/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 求不规则多边形外接矩形左上右下点 var box=queryMaxMinPt(pts); //03 以一定的间距绘制格网,并返回格网中心点 var points= buildBox(20,box.startPt,box.endPt);

/**求多边形外接矩形左上右下点*/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,查找在区域范围内的格子,并绘制。

/***检查点是否在多边形范围内**/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;};

      注:checkInside方法来源自Git,地址:https://github.com/substack/point-in-polygon/blob/master/index.js

//04 遍历中心点,判断点是否在范围内 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("范围内有:"+pointCount+"个点");

  

以上就是核心的实现代码,如果需要下载源码请移步我的博客下载,地址:

http://www.88gis.cn/web/pages/blog/blogInfo.html?id=38d8959a-f348-41df-b507-6c10e517e7a7

 

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欢迎阅读本文章: 周兰

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