GIS演算法基礎左轉演算法拓撲生成

gis演算法基礎——左轉演算法拓撲生成

gis演算法基礎——向量資料壓縮道格拉斯普克壓縮演算法（非遞迴實現）

本人應用js中的canvas對演算法結果進行視覺化驗證，在演算法說明及實現中繪製驗證部分省略

拓撲相關基本概念：拓撲空間關係是一種對空間結構進行明確定義的數學方法。

•具有拓撲關係的向量資料結構就是拓撲資料結構。

•拓撲資料結構描述了基本空間目標點、線、面之間的關聯、鄰接和包含關係

•拓撲空間關係資訊是空間分析的基礎之一

資料預處理–弧段處理，使整幅圖形中的所有弧段，除在端點處相交外，沒有其他交點，即沒有相交或自相交的弧段–結點匹配，建立結點、弧段關係拓撲構建–建立多邊形，以左轉演算法或右轉演算法跟蹤，生成多邊形，建立多邊形與弧段的拓撲關係–建立多邊形與多邊形的拓撲關係

拓撲關係自動建立的第一步就是處理弧段，使得弧段不存在自相交和相交現象，其過程分為三步：

–直線段相交的判斷方法

–自相交弧段處理

–弧段相交打斷處理

從組成多邊形邊界的某一條弧段開始；如果該弧段與ｘ軸正向夾角為最大，則從該弧段的同一結點出發的其他弧段中，方向角最小的弧段是該多邊形的後續弧段；如果該弧段的方向角最小或介於同一結點的其他弧段方向角之間，則最小夾角偏差所對應的弧段為多邊形的後續弧段

(1)順序取乙個結點作為起始結點，取完為止；取過該結點的方位角最小的未使用過的或僅使用過一次，且使用過的方向與本次相反的弧段作為起始弧段。(2)取這條弧段的另乙個結點，找這個結點關聯的弧段集合中的本條弧段的下一條弧段，如果本條弧段是最後一條弧段，則取弧段集合的第一條弧段，作為下一條弧段。

(3)判斷是否回到起點，如果是則形成了乙個多邊形，記錄下它，並且根據弧段的方向，設定組成該多邊形的左右多邊形資訊。否則轉(2)。

(4)取起始點上開始的，剛才所形成多邊形的最後一條邊作為新的起始弧段，轉(2)；若這條弧段已經使用過兩次，即形成了兩個多邊形，轉(1)。

// 結點類
class
nodep
extends
point
sortarc()
this
.linkarc.
sort
(utils.
compareprop
('azimuth'))
;}getneararc
(aarc)
getuseablearc()
}return0;
}}

//弧段類
class
arcgetspep()
reverse()
getazimuth
(anode)
else
}getdirection
(anode)
else
if(anode ==
this
.points[
this
.points.length-1]
)else console.
log(
"點匹配失敗獲取方向出現問題");
}getanothernode
(node)
}

//多邊形類
class
polygon
getcp()
}let centerp =
newpoint
(sumx/sump,sumy/sump)
;return centerp;
}judgepart()
}getpoints()
}else
if(arc.ifergodic==2)
}else console.
log(
"賦予多邊形點資訊出錯");
}this
.points.
push
(this
.points[0]
);}arcside()
}area()
return asum/2;
}polygonbbox()
this
.bbox =
newbbox
(new
array
(ltp,rbp));
}}

//左轉演算法
static
subturnleft
(stnode,starc)
else
if(curarc.ifergodic==
1) curnode = curarc.sp;
//確定了方向的邊則一定是選取起始點  
else console.
log(
"左轉選取下一條邊出現問題"
);  
curarc.ifergodic++
;  	            polyarcs.
push
(curarc)
;  	            curarc = curnode.
getneararc
(curarc);}
let apolygon =
newpolygon
(polyid,polyarcs)
;++polyid;  
apolygon.
arcside()
;//左右多邊形  
apolygon.
getpoints()
;//按順序連線點  
this
.judgehole
(apolygon,polygons,holes)
;//通過面積判斷將多邊形分別放入多邊形以及島列表中  
starc = apolygon.arcs[apolygon.arcs.length-1]
;//多邊形最後一條邊作為起始進行遞迴  
//todo:似乎有更好的邏輯？？？嘗試過之後會有bug  
if(starc.ifergodic!=2)
this
.subturnleft
(stnode,starc)
;else
return;}
static
turnleft
(nodelist)
else
if(arc.ifergodic==1)
}else
if(arc.ifergodic==2)
continue
;//遍歷過兩次的邊跳過  }}
}

static
pairholes
(polygons,holes)
flag =1;
}if(flag)}}
}

利用canvas將生成的多邊形隨機填充為不同的顏色，多邊形島統一不填充（但是他們並非為空而也是多邊形）

左轉演算法邏輯清晰，多讀幾遍演算法過程描述就能理解其邏輯，但是將此邏輯轉化為程式語言並不容易，特別是在需要從基礎的類開始構建的情況下。

在我進行的過程中，按照自己的思路寫了一遍發現總是會有bug，在debug改**進行了很長時間依然沒有效果的情況下，我果斷選擇全部重寫，事實證明是有效的。對於js這門語言，在很多書中以及博主的教學中，都提及其動態性等導致自己的程式很難debug成功，而花費的時間精力不如從頭來過，並且這樣能解決大多數的問題。我是真實體驗過了。

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