一種gis應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及地理信息系統(tǒng)GIS應用中，快速識別地圖上圈選的任意多邊形內的網(wǎng) 元實體的計算方法，具體地說是一種實用性強、GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的 方法。
【背景技術】
[0002] 在GIS應用中，可以直觀的查看移動通信設備網(wǎng)元（比如基站、小區(qū)等)的地理分布 情況。當出現(xiàn)某個區(qū)域通話質量差引起告警或故障時，維護工程師會在GIS上定位到這個 區(qū)域，并圈選一個多邊形區(qū)域，進而通過對這個區(qū)域內的小區(qū)指標進行匯總、關聯(lián)分析，最 終定位到具體故障的小區(qū)和故障原因。這是運營商非常關心并迫切的使用場景。而解決這 類問題最基礎的就是要判斷點與多邊形的位置關系。如果不能準確并快速的識別多邊形內 的小區(qū)，將會影響維護工程師定位故障甚至做出錯誤的決策。Microsoft公司提供的Visual C++的庫函數(shù)PtlnRegion可以大致實現(xiàn)該功能，但是PtlnRegion并非總是可靠地返回正確 結果，特別是當要判斷的點位于多邊形的邊界時。計算幾何中的射線法，即從待判斷點沿水 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）來判斷，但其難以處理 邊界、頂點及邊界與射線共線等特殊情況?；诖?，現(xiàn)提供一種GIS應用中快速判定點與多 邊形位置關系的方法。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種實用性強、GIS應用中快速判定 點與多邊形位置關系的方法。
[0004] 一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其具體實現(xiàn)過程為： 獲取所有待判斷點； 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； 采用環(huán)顧法對多邊形最小包圍矩形之內或邊上的點逐個進行判斷，直到所有的點都判 斷完畢。
[0005] 所述多邊形的最小包圍矩形的獲取過程為： 根據(jù)多邊形的所有頂點，計算該多邊形頂點的水平坐標的最小值、最大值和縱向坐標 的最小值、最大值，并將點（水平最小值，縱向最小值）和點（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)顧法判斷是指逆時針獲取每兩個相鄰頂點相對于待判斷點形成的有方向 的旋轉角，然后將所有旋轉角相加判斷點與多邊形的關系。
[0007] 所述有方向的旋轉角通過向量內積和向量外積計算得出。
[0008] 所述旋轉角的計算過程為：從多邊形的任意一個頂點開始，按照逆時針方向環(huán)顧 一周，結合向量內積和向量外積計算從起始頂點a轉到相鄰頂點b相對于待判斷點p所成 的有方向的旋轉角，依次類推，直到再次轉回起始頂點a，統(tǒng)計旋轉角之和，根據(jù)旋轉角之和 判斷點與多邊形的關系。
[0009] 所述旋轉角之和判斷點與多邊形的關系是指：旋轉角之和為360°時，則點在多 邊形內；當旋轉角之和為〇°時，則點在多邊形外。
[0010] 所述旋轉角之和判斷的具體過程為： 通過向量內積為
【主權項】
1. 一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特征在于，其具體實現(xiàn)過 程為： 獲取所有待判斷點； 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； 采用環(huán)顧法對多邊形最小包圍矩形之內或邊上的點逐個進行判斷，直到所有的點都判 斷完畢。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述多邊形的最小包圍矩形的獲取過程為： 根據(jù)多邊形的所有頂點，計算該多邊形頂點的水平坐標的最小值、最大值和縱向坐標 的最小值、最大值，并將點（水平最小值，縱向最小值）和點（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)權利要求1或2所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法， 其特征在于，所述環(huán)顧法判斷是指逆時針獲取每兩個相鄰頂點相對于待判斷點形成的有方 向的旋轉角，然后將所有旋轉角相加判斷點與多邊形的關系。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述有方向的旋轉角通過向量內積和向量外積計算得出。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述旋轉角的計算過程為：從多邊形的任意一個頂點開始，按照逆時針方向環(huán)顧一 周，結合向量內積和向量外積計算從起始頂點a轉到相鄰頂點b相對于待判斷點P所成的 有方向的旋轉角，依次類推，直到再次轉回起始頂點a,統(tǒng)計旋轉角之和，根據(jù)旋轉角之和判 斷點與多邊形的關系。
6. 根據(jù)權利要求3所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述旋轉角之和判斷點與多邊形的關系是指；旋轉角之和為360°時，則點在多邊 形內；當旋轉角之和為0°時，則點在多邊形外。
7. 根據(jù)權利要求6所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述旋轉角之和判斷的具體過程為： 通過向量內積為；a-b= |G||b|COS白，得到旋轉角0的大??；通過向量外積aXb= |a!陽S虹0，得到旋轉角0的方向；當2A' = 2fi：時，待判斷的點位于多邊形 的內部；當E6 =0時，則待判斷的點位于多邊形的外部。
8. 根據(jù)權利要求5所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述旋轉角之和判斷點與多邊形的關系是指；旋轉角之和為360°時，則點在多邊 形內；當旋轉角之和為0°時，則點在多邊形外。
9. 根據(jù)權利要求8所述的一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其特 征在于，所述旋轉角之和判斷的具體過程為： 通過向量內積為；a.b=I口.||6|cos6,得到旋轉角0的大??；通過向量外積
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法，其具體實現(xiàn)過程為：獲取所有待判斷點；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；采用環(huán)顧法對多邊形最小包圍矩形之內或邊上的點逐個進行判斷，直到所有的點都判斷完畢。該GIS應用中快速判定點與多邊形位置關系的方法與現(xiàn)有技術相比，能夠快速過濾掉不在多邊形內的點，縮小了待判斷點的范圍，大大降低了計算時間，避免了傳統(tǒng)射線法對于邊界情況的繁瑣處理，實用性強，易于推廣。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104851096
【申請?zhí)枴緾N201510255047
【發(fā)明人】王程英, 李建明, 劉延亮
【申請人】浪潮通信信息系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月19日