【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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