java jts点到面的距离_jts-空间索引

前言：

如果您对JTS这三个词还是没有一个概念，那么推荐您关注一下sinoly的博客。这个我能够找到为数不多的关于jts的中文资料。

http://www.blogjava.net/sinoly/archive/2007/02/09/99042.html

下面这段话就是摘抄自sinoly老兄的博客：

…………它主要是完成了java对几何对象、空间拓扑得核心操作算法。…….集成了java对几何对象(点、线、面等)的对象管理外更大一部分工作是在完成对各种几何对象的buffer、analyze以及空间索引.

本文想要向您展示的就是一个空间索引的小小demo!

jts本身有一个包就叫Index，当中分别给出了SpatialIndex接口的几个实现。本文展现的就是quadtree的用法。

quadtree翻译过来就是四叉树的意思，有一个很简单的例子可以来理解四叉树和空间索引的关系。那就是把中国的版图来个十字型的分割，这样就形成一个中心点和四个子节点。然后将每个子节点再次的进行十字分割。当分割到极小处时，整个中国的版图就可以使用一个挂载很多节点的四叉树来表示。每一个节点可以认为是一个具有经纬度及其描述信息的对象。

当我们手中有很多点的时候，想要建立成一颗四叉树，只要把上边的思路反过来就可以了(对于每个节点之间的距离是否相等，目前我还没有好的认识)。

正如我们研发部local search的文斌而言，思路很简单，但是不是每个人你都能够实现。接下来，让demo的代码说话。

1.建立一个对象，这个对象描述point除了经纬度外的其他信息(如果需要可以加上经纬度)。

1

/** *//**2 *3 *@authorlang4 * @date 2007-12-175 * @email lanfanss@126.com6 * @desc 代表point的信息7 *@since8 *9*/10

publicclassPointInfo{11

/** *//**12     * 名称13*/14privateString name;15privateString info;1617

publicString getInfo(){18returninfo;19    }2021

publicvoidsetInfo(String info){22this.info=info;23    }2425

publicPointInfo(String name){26super();27this.name=name;28    }2930

publicString getName(){31returnname;32    }3334

publicvoidsetName(String name){35this.name=name;36    }37}

2.接下来就是建立一颗树，代码如下

publicstaticvoidmain(String[] args){

        Quadtree quatree=newQuadtree();

//构建几个点PointInfo info1=newPointInfo(“故宫”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11638937,3992178)), info1);

        PointInfo info2=newPointInfo(“太和殿”);

        info2

                .setInfo(“太和殿，俗称金銮殿，是宫殿群中最大的建筑。殿高36米，宽63米，面积为2380平方米。 “太和”语出《周易》，太和是“阴阳会和，冲和之气也”，“混同宇内以玉太和”之意，即指宇宙万物，和谐圆满。太和殿坐落在“工”字形须弥座上，汉白玉雕成，分上中下三层，称为丹墀或丹陛。雕栏称为望柱，柱头雕以云龙云图案。那些伸出的为螭首，口中小孔为出水孔。共有螭首1142个。如遇雨天，可见千龙吐水之奇观。 台基上放置18个大铜炉，据说代表当时的18个省份。太和殿台基上面的大平台，放置铜龟、铜鹤各一对，象征“龟鹤千秋”，意为长寿。东有日晷西有喜量，象征皇权公正平允。这里是举行大典奏九韶之乐的地方。”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11639073,3991605)), info2);

        PointInfo info3=newPointInfo(“中和殿”);

        info3

                .setInfo(“中和殿在太和殿后，平面呈方形。“中和”语出《礼记.中庸》，指不偏不倚，凡事做到恰如其分。 殿为方形攒尖顶，在三大殿中居中，也最小，是皇帝去太和殿大典之前休息的地方。皇帝去天、地、日、月四坛祭祀时，前一天也要在中和殿里看祭文。每年二月皇帝到先农坛举行亲耕仪式，前一天要来这里阅视种子、农具、祝文。这里现陈列的是乾隆年间的两顶肩舆，即八抬大轿。”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11639081,3991647)), info3);

        PointInfo info4=newPointInfo(“保和殿”);

        info4

                .setInfo(“保和殿，其意为“志不外驰，恬神守志”，就是说神志得专一，以保持宇内的和谐，才能福寿安乐，天下太平。 保和殿比太和殿规模小些，为重檐歇山顶。明朝册立皇后，太子时，皇帝在此殿受贺。在清朝是举行盛大宴会的地方。每年初一和十五在此宴请外族王公大臣，场面是十分壮观的。公主下嫁时，也在这个殿里宴请附马。这个殿最有名的事是举行殿试。殿试就是皇帝本人亲自监考、主考，是科举考试的最高层次。前三名分别为状元、榜眼、探花。 保和殿后是故宫最大的一块雕石——云龙雕石，这块苑叶青石长16.57米，宽3.07米，厚1.7米，总重二百多吨。上雕游龙，双龙戏珠，游于云雾之中。”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11639079,3991698)), info4);

        PointInfo info5=newPointInfo(“乾清宫”);

        info5

                .setInfo(“乾清宫明朝时为皇帝居住之处，皇帝在此处理政务、召见臣仆和外国使节。从清朝雍正皇帝之后，皇帝迁到养心殿居住，但仍在此批阅奏报，召见大臣。 乾清宫除是皇帝的寝宫和日常自理政务外，还举行元旦、灯节、端午、中秋、冬至、万寿等节的家宴。殿内宝座上方有一块匾，上书“正大光明”四个漂亮的正楷字，其意为公正、光明磊落。这块匾很有名气，与秘密立储关系密切。皇帝生前，亲自从皇子中选一个德才兼备的作为皇太子——嗣皇帝，不予宣布，而是由皇帝秘密亲书预立皇太子的名字的“御书”，密封匣内，茂于那块匾后，等皇帝死后或死前，由御前大臣、军机大臣等共同启示，按御书所定，嗣皇帝即位。相传雍正的第四子弘历即乾隆皇帝，就是这…”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11639067,3991873)), info5);

        PointInfo info6=newPointInfo(“坤宁宫”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11639067,3991907)), info6);

//几个离故宫较远的点PointInfo info7=newPointInfo(“香山公园”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11619151,3999031)), info7);

        PointInfo info8=newPointInfo(“香山寺”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11619150,3999039)), info8);

        PointInfo info9=newPointInfo(“眼镜湖”);

        quatree.insert(newEnvelope(newCoordinate(11618154,3999566)), info9);

当中需要说明的部分如下：

quatree.insert(new Envelope(new Coordinate(11638937, 3992178)), info1);

当中的Coordinate代表了一个只是包含经纬度的点(point)。在jts中，还有另外一个专门的对象表示点，就是point对象，但是这里我们只是想用经纬度来建立好节点之间的关系，故而只是采用了Coordinate。

而Envelope，这个对象其实代表的是一个矩形框。可能是因为信封就是一个矩形框的原因，所以，加拿大人就用这个单词来表示矩形了。Envelope的构造函数中需要给出矩形的对角坐标。但是我们这里只是有一个点，所以，jts会把这一个单独的点也作为一个矩形。

这就是说明，jts中结点不是简单的point，而是一个矩形(Envelope)。

至于最后的info，则是表示点的其他描述信息。

需要补充的是，jts目前只是支持二维，三维的z坐标永远是0。

3. 建立一颗树的目的不是等待他发芽，而是为了搜索(everyone has his purpose!)

quatree 提供了三个搜索方法，签名分别如下：

publicList query(Envelope searchEnv){

/** *//**         * the items that are matched are the items in quads which overlap the

         * search envelope

*/        ArrayListVisitor visitor=newArrayListVisitor();

        query(searchEnv, visitor);

returnvisitor.getItems();

    }

publicvoidquery(Envelope searchEnv, ItemVisitor visitor){

/** *//**         * the items that are matched are the items in quads which overlap the

         * search envelope

*/        root.visit(searchEnv, visitor);

    }

/** *//**     * Return a list of all items in the Quadtree

*/

publicList queryAll(){

        List foundItems=newArrayList();

        root.addAllItems(foundItems);

returnfoundItems;

    }

每个函数的含义也是很简单的，分别表示搜索范围搜索，范围过滤搜索和全部搜索。

接下来我们就分别尝试分为搜索和范围过滤搜索：

范围搜索很简单，只要给出一个矩形框，然后传入就可以了，代码如下：

//看看在故宫旁边能够找到什么System.out.println(“看看在故宫旁边能够找到什么”);

        Listpoints=quatree.query(newEnvelope(newCoordinate(

11638937,3992178)));

for(PointInfo pointInfo : points){

//结果是什么，居然就是故宫一个结果System.out.println(pointInfo.getName());

        }//只能够调整经纬度，来看看故宫周围有什么System.out.println(“=================================”);

        System.out.println(“只能够调整经纬度，来看看故宫周围有什么，这个就相当于地图上的周边搜索的概念”);

        points=quatree.query(newEnvelope(newCoordinate(11638937,3991605),

newCoordinate(11639081,3992178)));

for(PointInfo pointInfo : points){

//结果是什么?System.out.println(pointInfo.getName());

        }

可以看到，当只是输入故宫的点的时候，结果只是一个故宫。所以，我就找了一范围来搜，模拟文斌在http://www.51ditu.com上实现的那个周边搜索的概念。结果会是什么呢？

说起周边搜索，不可能没有关键词，比如我们经常在群里说得那个搜索模式，我想知道在上地周边哪里有好的酒吧，下班后可以去喝一杯！

这就是周边过滤搜索的概念了。

quadtree存在着这样的一个方法：

public void query(Envelope searchEnv, ItemVisitor visitor) ，这个当中的ItemVisitor 是一个接口。实现的类似于一个访问者的功能，挨个询问过路人：“你可见到戈多，我在等他”！我们可以看一下默认的ArrayListVisitor。看后，也会觉得jts在这个地方多此一举了。

/** *//** *@version1.7

*/publicclassArrayListVisitor

implementsItemVisitor

{

privateArrayList items=newArrayList();

publicArrayListVisitor(){

  }

publicvoidvisitItem(Object item)

{

    items.add(item);

  }

publicArrayList getItems(){returnitems; }

}

可以看到，这个类对于过路人什么都没有问。

接下来，我就仿照着实现一个询问器，问问那个宫殿中悬挂着“正大光明”牌匾。

publicvoidvisitItem(Object item){

        PointInfo info=(PointInfo) item;

if(info.getInfo()!=null&&!””.equals(info.getInfo())

&&info.getInfo().contains(“正大光明”)){

            items.add(item);

        }    }

最后在quatree中用法如下：

//既然可以实现周边搜索，那么就可以在故宫旁边搜索那个宫殿中含有正大光明的牌匾System.out.println(“=================================”);

        System.out.println(“既然可以实现周边搜索，那么就可以在故宫旁边搜索那个宫殿中含有正大光明的牌匾”);

        UseArrayListVisitor visitor=newUseArrayListVisitor();

        quatree.query(newEnvelope(newCoordinate(11638937,3991605),

newCoordinate(11639081,3992178)), visitor);

        points=visitor.getItems();

for(PointInfo pointInfo : points){

//结果是什么?System.out.println(pointInfo.getName());

        }

结果是什么呢，当然就是乾清宫！

可以说，Jts是一个优雅的空间实用包，但是如果我在刚才过滤器中搜索的词不是那么简单呢，我想向文本搜索一样牵涉到分词，排序的概念呢。

如果我真的要在中国范围内找某一个酒吧呢？

我对于这些问题的一个思路就是，让lucene和jts合作！不过这是下一篇博客的内容了。

posted on 2007-12-21 13:47 张氏兄弟 阅读(3516) 评论(3)  编辑  收藏 所属分类: 51ditu.com