微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法技术

本发明专利技术提供一种快速判定点与多边形关系的方法，对传统射线法做了较大改进。利用微分思想将图形转换成点连接组成的多边形，并新建可快速检索的数据结构来保存这些点的信息，将传统射线法的射线‑线段关系判断，转换成待查点‑数据结构之间的值查找和比较计算，得出射线和图形的相交次数值。根据该值的奇偶性，由射线法的通用规则，得出待查点和多边形的位置关系。其时间复杂度为O(1)，与边数N没有相关关系，在复杂图形、精密度要求较高的计算场合，性能较传统方法有较大提升。

Differential Ray Method for Determining the Position Relation between Points and Closed Graphics

The invention provides a method for quickly determining the relationship between a point and a polygon, and greatly improves the traditional ray method. Using the differential idea, the graph is transformed into a polygon consisting of point connections, and a new data structure which can be quickly retrieved is built to preserve the information of these points. The traditional ray method is used to judge the relationship between ray and line segments, and the value between the points to be looked up and calculated. The number of intersections between ray and graph is obtained. According to the parity of the value and the general rule of ray method, the position relationship between the point to be looked up and the polygon can be obtained. Its time complexity is O (1), which has no relationship with the edge number N. In the case of complex graphics and high precision, its performance is better than that of traditional methods.

【技术实现步骤摘要】
微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法
本专利技术涉及地理信息系统GIS应用中，快速识别地图上的点和任意封闭图形位置关系的方法。
技术介绍
判定点是在多边形区域内还是在多边形区域外，这种位置关系的获得是导航、高精度定位、自动驾驶等领域的重要技术，在交通、科研上运用广泛；例如共享单车、共享汽车的租赁业务活动中，需要判断单车、汽车是否进入禁止停车区域，一旦判断进入禁停区域且用户准备停车，运营企业需采用提示报警、无法结束业务等手段来提醒使用者驶离。一般是根据拓扑学的射线法来实现对点和多边形关系的判定，如附图1所示：基于该点做一条射线，逐个计算多边形的所有边与射线是否相交，如果相交次数为奇数，则判定点在多边形内，如果相交次数为偶数或者为0，则判定点在多边形外，如附图1：1：绿色点向右做的射线与多边形的各边的相交次数为4，为偶数，判定该点在多边形的外部；2：1、2之间的点，向右做射线，与多边形的相交次数分别在2、3、4，为奇数，判定该点在多边形的内部。对于边数为N的多边形，上述传统射线法需要进行每条边与射线进行计算，判定是否相交，N条边逐个都要比较，时间复杂度为O(N)；浪潮通信信息系统有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于：利用微分思想将封闭图形转换成点连接组成的内接多边形，这些点被称为线上点，新建数据结构来保存线上点的信息；将拓扑学中射线法要求的射线‑线段是否相交关系判断，转换成待判定点‑线上点信息构成数据结构之间的值查找和比较计算，得出射线法所需要的相交次数值；依据射线法的原理，相交次数为0或者偶数时，点在复杂图形之外，相交次数为奇数时，点在复杂图形之内。

【技术特征摘要】
1.微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于：利用微分思想将封闭图形转换成点连接组成的内接多边形，这些点被称为线上点，新建数据结构来保存线上点的信息；将拓扑学中射线法要求的射线-线段是否相交关系判断，转换成待判定点-线上点信息构成数据结构之间的值查找和比较计算，得出射线法所需要的相交次数值；依据射线法的原理，相交次数为0或者偶数时，点在复杂图形之外，相交次数为奇数时，点在复杂图形之内。2.根据权利要求1所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，其线上点的设置方法为：在封闭图形所在平面的某一个数轴X轴上，从0点出发，左右两个方向每隔dx做一条垂直于X轴的直线，直线与封闭图形相交的点，即为线上点，封闭图形上相邻的两个线上点连接生成线段，所有的线段构成图形的内接多边形。3.根据权利要求2所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，由测量精度来决定dx的取值，精度要求越高，dx设置越小，内接多边形与封闭图形越接近，用内接多边形来代替封闭图形来进行位置判断，误差也就越小。4.根据权利要求2所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，该平面可以是笛卡尔X-Y坐标系，投射的数轴可以是X轴，也可以是Y轴；该平面也可以是球面经纬度坐标系，投射的数轴可以是经度轴，也可以是纬度轴。5.根据权利要求1所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于：线上点所组成的数据结构，将相同X值的线上点，其Y轴坐标值构成一个子集合；各个子集合按X值进行顺序排列，构成一个大的集合。6.根据权利要求5所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，相同X值的线上点构成的子集合，内部可以按Y值的大小进行顺序排列。7.根据权利要求5所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，子集合可以用计算机程序设计的连续性数组来实现，也可以用离散性的链表来实现。8.根据权利要求5所述的微分射线法判定点与封闭图形位置关系的方法，其特征在于，大的集合中各个子集合按X值的大小顺序分布，可根据X来查找是否有对应的子集合，及对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，
申请(专利权)人：高静，
类型：发明
国别省市：湖北,42