創建網格索引(代碼）

見原文，轉自http://longriver.me/?p=355

1. 空間檢索中網格索引的引入
   1. 網頁的檢索須要對每篇文檔創建倒排索引，空間檢索中，須要對每一個地域創建網格索引。
   2. 簡單說就是要將地域劃分紅一個個的網格(mesh)，每一個網格有個單獨的id，惟一標示，利用局部性原理，給出一個點，檢索附近的點的時候，只須要計算相鄰網格中的點，省去了全局的計算。圖1 給出了網格的示例
   3. 通常會應用場景是，給定一個點，計算器最近鄰的幾個地點，或者是判斷一個座標點是否落在一個區域內

           

圖1，將一個地域劃分爲網格，並給每一個網格惟一id

 

圖2，AOI:圓明園，天安門，森林公園

假設一種空間檢索的應用場景，如今有一堆面狀的區域，咱們知道這些面狀區域（AOI area of interest）的輪廓如圖2，咱們有一些座標點，那麼如何判斷這些座標點是否落在aoi裏，落到了哪一個區域裏呢？

完成這項工做，須要三步：

• 1，爲面狀區域製做索引，不要求很精確
• 2，求出每一個檢索點落在那個網格中
• 3，判斷檢索點是否落在AOI中（判斷點是否在一個多邊形中）

1.爲面狀區域創建索引

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

int aoi_util :: build_gridindex ( ) {      // build index for each aoi      for ( size_t j = 0 ; j < aois . size ( ) ; ++ j ) {          aoi_index idx ;          idx = j ;          AOI * aoi_ptr = &aois [ j ] ;          build_gridindex ( aoi_ptr , idx ) ;      }         return 0 ; }

 

Mesh_size 能夠根據一共檢索區域的大小來進行設定，在咱們的應用場景下設爲1000，指每一個網格的大小爲1000m。

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

int aoi_util :: build_gridindex ( AOI * aoi_ptr , aoi_index idx ) {      ll_t min_x , min_y , max_x , max_y ;      //get every aoi's leftmost rightmost ,ceiling,bottom      min_x = aoi_ptr -> min_boundx ( ) ;      min_y = aoi_ptr -> min_boundy ( ) ;      max_x = aoi_ptr -> max_boundx ( ) ;      max_y = aoi_ptr -> max_boundy ( ) ;      // get every grid id      typedef grid_index :: iterator grid_map_it ;      for ( size_t a = size_t ( min_x / mesh_size ) ; a <= size_t ( max_x / mesh_size ) ; a ++ ) {          for ( size_t b = size_t ( min_y / mesh_size ) ; b <= size_t ( max_y / mesh_size ) ; b ++ ) {              uint32_t id = get_id_by_grid ( a , b ) ;              grid_map_it it = grid2index . find ( id ) ;              if ( it == grid2index . end ( ) ) {                  index_value idx_vl ;                  idx_vl . push_back ( idx ) ;                    // each grid may have more than one aoi                  grid2index . insert ( std :: pair < uint32_t , index_value > ( id , idx_vl ) ) ;              } else {                  it -> second . push_back ( idx ) ;              }          }      }      return 0 ; }

2,爲每一個檢索點找到所在的mesh 和每一個mesh中的aoi

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

AOI * aoi_util :: get_aoi_for_point ( ll_t x , ll_t y ) {      uint32_t mesh_id = get_id_by_xy ( x , y ) ;      typedef grid_index :: const_iterator grid_map_it ;      typedef index_value :: iterator index_value_it ;      index_value idx_list ;      grid_map_it it = grid2index . find ( mesh_id ) ;      if ( it != grid2index . end ( ) ) {          idx_list    = it -> second ;          for ( index_value_it iv_it = idx_list . begin ( ) ; iv_it != idx_list . end ( ) ; ++ iv_it ) {              aoi_index idx =    * iv_it ;              AOI    * aoi_i = & ( aois [ idx ] ) ;              // determine if poinxy in this aoi              if ( aoi_i -> is_point_inside ( x , y ) ) {                  return aoi_i ;              }          }      }      return NULL ; }

 3,判斷一個point 是否在aoi裏面，一個aoi其本質上是一個多邊形，由頂點描述，所以如今有不少現成的算法講如何判斷一個點是否落在多邊形中，參照這邊博文http://alienryderflex.com/polygon/講的很是詳細，代碼實現以下，具體原理，請閱讀博文。

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

bool AOI :: is_point_inside ( ll_t x , ll_t y ) {      typedef vertexes_t :: iterator v_iterator ;      v_iterator it , pre_it ;      bool oddNodes = 0 ;              // vertexes are polygon’s vertexes vector      it = pre_it = vertexes . begin ( ) ;      for ( ; it != vertexes . end ( ) ; ++ it )      {             if ( ( it -> second < y && pre_it -> second >= y )          || ( pre_it -> second < y && it -> second >= y )          && ( it -> first <= x || it -> second <= x ) ) {              oddNodes ^= ( it -> first + ( y - it -> second ) / ( pre_it -> second - it -> second ) \                        * ( pre_it -> first - it -> first ) < x ) ;          }             pre_it = it ;      }         return oddNodes ; }

4,剩餘的一些代碼，如如何對grid去hash值，能夠本身去實現，貼上咱們的實現，僅做參考：

 

 

 

 

 

C++

 

1 2 3 4

uint32_t aoi_util :: get_id_by_grid ( uint32_t a , uint32_t b ) { return ( ( a & 0xffff ) << 16 ) | ( b & 0xffff ) ; }