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通用的占位符縮略圖

自然資源應(yīng)用 /

區(qū)域提取及點面關(guān)系快速識別軟件

一、案例概述

      主要為解決監(jiān)測物體是否在指定區(qū)域內(nèi),可實現(xiàn)離開區(qū)域報警,或在內(nèi)部區(qū)域中不聽從指令等,可解決多種利用空間控制載體的方案。算法要求計算速度要快,并且計算精準。配套區(qū)域規(guī)劃軟件,可實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)提取,規(guī)劃等。與區(qū)域識別算法形成閉環(huán)產(chǎn)品。

 

二、技術(shù)特色

      區(qū)域搜索算法進行自主研發(fā),不依賴與第三方軟件,算法采用標準C語言自主編寫,算法的編寫共分為兩個部分,一個是建立索引,一個是點與多邊形的比較。

      空間索引是對存儲在介質(zhì)上的數(shù)據(jù)位置信息的描述,因此系統(tǒng)的設(shè)計者必須將數(shù)據(jù)在磁盤上的位置加以 記錄和組織,通過在內(nèi)存中的一些計算來取代對磁盤漫無目的的訪問,才能提高系統(tǒng)的效率 ,尤其是GIS涉及的是各種海量的復(fù)雜數(shù)據(jù),索引對于處理的效率是至關(guān)重要的,用來提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)獲取的效率。

      空間數(shù)據(jù)索引就是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象 之間的某種空間關(guān)系,按一定順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其中包含空間對象的概要信息,如對象的標識、外接矩形及指向空間對象實體的指針。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),空間索引介于空間操作算法和空間對象之間,它通過篩選作用,大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象被排除,從而提高空間操作的速度和效率??臻g索引性能的優(yōu)劣直接影響空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的 整體性能,它是空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)。

      空間索引一般是自頂向下、逐級劃分空間的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),早期的空間數(shù)據(jù)管理軟件,大多采用文件系統(tǒng)存儲空間信息,屬性則存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中??臻g數(shù)據(jù)索引一般采用網(wǎng)格索引。網(wǎng)格索引主要用來對點的集合進行索引(盡管它們也能用來處理區(qū)域),可擴展哈希形式目錄用于對空間數(shù)據(jù)進行索引。許多索引結(jié)構(gòu) (Bang文件、Buddy樹和多級別網(wǎng)格文件)的提出都是對這個基本思想進行深化而得的。

      對一些非常自然地處理區(qū)域數(shù)據(jù),應(yīng)用最廣泛的是R樹,已經(jīng)可以在商用的DBMS中看到R樹索引。這是由于R樹相對簡單,能同時處理點和區(qū)域數(shù)據(jù),而且它的性能至少不比那些更復(fù)雜的索引結(jié)構(gòu)差。R樹是多維空間的遞歸子劃分。與區(qū)域四叉樹相比 (區(qū)域四叉樹是基于多維空間的遞歸子分解并獨立于實際數(shù)據(jù)集合這樣的索引方法),R樹中的空間分解依賴于索引的數(shù)據(jù)集。可以把R樹想像成是B+樹的思想應(yīng)用到空間數(shù)據(jù)上,R樹的許多變形包括BSP樹、K-D-B樹、Cell樹、HilbertR樹、Packed樹、R * 樹、R+樹、TV樹和X樹同時處理區(qū)域數(shù)據(jù)和點數(shù)據(jù)的索引。

      索引一般以文件形式存在磁盤中(也可以存于內(nèi)存中),存儲的索引的原理大致概括為以空間換時間,數(shù)據(jù)庫在未添加索引的時候進行查詢默認的是進行全量搜索,也就是進行全局掃描,有多少條數(shù)據(jù)就要進行多少次查詢,然后找到相匹配的數(shù)據(jù)就把他放到結(jié)果集中,直到全表掃描完。而建立索引之后,會將建立索引的KEY值放在一個n叉樹上(BTree)。因為B樹的特點就是適合在磁盤等直接存儲設(shè)備上組織動態(tài)查找表,每次以索引進行條件查詢時,會去樹上根據(jù)key值直接進行搜索。

      建立索引的目的是加快對表中記錄的查找或排序。

      ① 建立索引的列可以保證行的唯一性,生成唯一的rowId

      ② 建立索引可以有效縮短數(shù)據(jù)的檢索時間

      ③ 建立索引可以加快表與表之間的連接

      ④ 為用來排序或者是分組的字段添加索引可以加快分組和排序順序 區(qū)域搜索算法索引部分主要采用四叉樹索引、網(wǎng)格索引、R樹索引。

      整體算法邏輯為為預(yù)先對多邊形進行三角剖分,建立多邊形的索引。當進行點判斷時,首先通過索引篩選出需要判斷的多邊形,然后使用射線法、角度和判別法、三角剖分法判斷是否在多邊形內(nèi)。

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