GIS 点、线缓冲区生成算法的C#实现(V0.95)

来源：互联网发布：流星网络电视apk下载编辑：程序博客网时间：2024/06/08 16:27

声明：

1.当初自己在找缓冲区生成算法时，非常难找，网上实现的代码更是没有，只有寥寥的几句理论，在N天之后在网上搜到了两篇论文，是《一种GIS缓冲区矢量生成算法及实现》和《GIS缓冲区和叠加分析》，自己根据自己的理解，写出了这个实现的代码，希望能给需要的人员一点帮助，当然，写的非常简单，没有处理锐角情况(下一步计划将会实现)，也没有处理自相交情况(正在解决......)，大家若是有什么好的意见，请告诉我。谢谢。

2.本代码只实现了生成缓冲区边界点，没有处理锐角情况(下一步计划将会实现)，也没有处理自相交情况(正在解决......)，希望大家能给写帮助。谢谢。

3.代码之中有很多的不足，和考虑不到的情况，希望大家能给我一些指点，谢谢。

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* 文档作者：dxj

* 创建时间：2010.3.7 20:17

* 文档说明：

* 本文件是线缓冲区边界生成算法的C#实现。

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using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;

using DXJ.Teresa.GIS.GeoObject;

using DXJ.Teresa.GIS.Utility;

namespace DXJ.Teresa.GIS.Buffer

{

/// <summary>

/// 线缓冲区边界生成算法

/// </summary>

public class PolylineBuffer

{

/// <summary>

/// 根据给定的一系列有顺序的坐标，逆时针生成缓冲区的边界坐标。

/// </summary>

/// <param name="strPolyLineCoords">一系列有顺序的坐标</param>

/// <param name="radius">缓冲区半径</param>

/// <returns>缓冲区的边界坐标</returns>

public static string GetBufferEdgeCoords(string strPolyLineCoords, double radius)

{

//参数处理

if (strPolyLineCoords.Trim().Length < 1) return "";

string[] strCoords = strPolyLineCoords.Split(new char[] { ';' });

List<Coordinate> coords = new List<Coordinate>();

foreach (string coord in strCoords)

{

coords.Add(new Coordinate(coord));

}

//分别生成左侧和右侧的缓冲区边界点坐标串

string leftBufferCoords = GetLeftBufferEdgeCoords(coords, radius);

leftBufferCoords = leftBufferCoords.Substring(leftBufferCoords.IndexOf(';') + 1);

coords.Reverse();

string rightBufferCoords = GetLeftBufferEdgeCoords(coords, radius);

rightBufferCoords = rightBufferCoords.Substring(rightBufferCoords.IndexOf(';') + 1);

return leftBufferCoords + ";" + rightBufferCoords;

}

#region Private Methods

/// <summary>

/// 根据给定的一系列有顺序的坐标，逆时针生成轴线左侧的缓冲区边界点

/// </summary>

/// <param name="coords">一系列有顺序的坐标</param>

/// <param name="radius">缓冲区半径</param>

/// <returns>缓冲区的边界坐标</returns>

private static string GetLeftBufferEdgeCoords(IList<Coordinate> coords, double radius)

{

//参数处理

if (coords.Count < 1) return "";

else if (coords.Count < 2) return PointBuffer.GetBufferEdgeCoords(coords[0], radius);

//计算时所需变量

double alpha = 0.0;//向量绕起始点沿顺时针方向旋转到X轴正半轴所扫过的角度

double delta = 0.0;//前后线段所形成的向量之间的夹角

double l = 0.0;//前后线段所形成的向量的叉积

//辅助变量

StringBuilder strCoords = new StringBuilder();

double startRadian = 0.0;

double endRadian = 0.0;

double beta = 0.0;

double x = 0.0, y = 0.0;

//第一节点的缓冲区

{

alpha = MathTool.GetQuadrantAngle(coords[0], coords[1]);

startRadian = alpha + Math.PI;

endRadian = alpha + (3 * Math.PI) / 2;

strCoords.Append(GetBufferCoordsByRadian(coords[0], startRadian, endRadian, radius));

}

//中间节点

for (int i = 1; i < coords.Count - 1; i++)

{

alpha = MathTool.GetQuadrantAngle(coords[i], coords[i + 1]);

delta = MathTool.GetIncludedAngel(coords[i - 1], coords[i], coords[i + 1]);

l = GetVectorProduct(coords[i - 1], coords[i], coords[i + 1]);

if (Math.Abs(l) < 1E-15)//由于C#中double的精度位数为15位，第16位是不准确的，加上此调整值，可以在一定程度上减小第16位随机数的影响。

{

coords.Remove(coords[i]);//当三点共线时删除这个中间点

}

else if (l > 0)//如果是凸点

{

startRadian = alpha + (3 * Math.PI) / 2 - delta;

endRadian = alpha + (3 * Math.PI) / 2;

if (strCoords.Length > 0) strCoords.Append(";");

strCoords.Append(GetBufferCoordsByRadian(coords[i], startRadian, endRadian, radius));

}

else if (l < 0)//如果是凹点

{

beta = alpha - (Math.PI - delta) / 2;

x = coords[i].X + radius * Math.Cos(beta);

y = coords[i].Y + radius * Math.Sin(beta);

if (strCoords.Length > 0) strCoords.Append(";");

strCoords.Append(x.ToString() + "," + y.ToString());

}

//最后一个点

{

alpha = MathTool.GetQuadrantAngle(coords[coords.Count - 2], coords[coords.Count - 1]);

startRadian = alpha + (3 * Math.PI) / 2;

endRadian = alpha + 2 * Math.PI;

if (strCoords.Length > 0) strCoords.Append(";");

strCoords.Append(GetBufferCoordsByRadian(coords[coords.Count - 1], startRadian, endRadian, radius));

}

return strCoords.ToString();

}

/// <summary>

/// 获取指定弧度范围之间的缓冲区圆弧拟合边界点

/// </summary>

/// <param name="center">指定拟合圆弧的原点</param>

/// <param name="startRadian">开始弧度</param>

/// <param name="endRadian">结束弧度</param>

/// <param name="radius">缓冲区半径</param>

/// <returns>缓冲区的边界坐标</returns>

private static string GetBufferCoordsByRadian(Coordinate center, double startRadian, double endRadian, double radius)

{

double gamma = Math.PI / 6;

StringBuilder strCoords = new StringBuilder();

double x = 0.0, y = 0.0;

for (double phi = startRadian; phi <= endRadian + 0.000000000000001; phi += gamma)//加入了一个调整C#double类型的值

{

x = center.X + radius * Math.Cos(phi);

y = center.Y + radius * Math.Sin(phi);

if (strCoords.Length > 0) strCoords.Append(";");

strCoords.Append(x.ToString() + "," + y.ToString());

}

return strCoords.ToString();

}

/// <summary>

/// 获取相邻三个点所形成的两个向量的交叉乘积

/// </summary>

/// <param name="preCoord">第一个节点坐标</param>

/// <param name="midCoord">第二个节点坐标</param>

/// <param name="nextCoord">第三个节点坐标</param>

/// <returns>相邻三个点所形成的两个向量的交叉乘积</returns>

private static double GetVectorProduct(Coordinate preCoord, Coordinate midCoord, Coordinate nextCoord)

{

return (midCoord.X - preCoord.X) * (nextCoord.Y - midCoord.Y) - (nextCoord.X - midCoord.X) * (midCoord.Y - preCoord.Y);

}

#endregion

}