CN106097402A - 一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统，所述方法包括：预设在地球表面设定一个区域为预定区域，将地球表面切分为东西半球两部分，则所述预定区域被切分为1到多个子区域；判断目标点是否位于某子区域内,若是则目标点位于所述预定区域内，否则目标点位于所述预定区域外。本发明采用整数表示坐标点的经纬度，经纬度以1/1000000度为单位取整，避免了大量的浮点运算，提高了计算效率。

Description

一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机图形技术领域，特别涉及一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统。

背景技术

在LBS业务中，判断地图上某坐标点是否位于指定简单区域内是一项普遍的业务需求，公开的相关技术资料较少，业界主要参考判断平面上某坐标点是否位于指定简单多边形内的算法构建自己的算法。判断平面上某坐标点是否位于指定简单多边形内的经典算法是Ray casting算法与Winding number算法，算法都比较简单，时间复杂度都为O(n)，效率很高。但是，Ray casting算法与Winding number算法中，点的坐标采用浮点类型表示，所有计算均为浮点计算，并且每次迭代都要进行乘除运算计算交点坐标再与参考点进行比较，增加了计算开销。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统，以解决现有的判定方法存在的计算量大，速度慢的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种判断目标点是否位于预定区域内的方法，其包括：

预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整；

将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域；

若存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域内；

若不存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域外。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述存在包含所述目标点的子区域具体为：

所述目标点位于所述子区域内或位于所述子区域的边界上。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域与并判断是否存在包含所述目标点的子区域之间包括；

判断切分后的子区域是否包含极点；

若子区域包含极点，则将极点添加到子区域的顶点序列。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域具体包括：

将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并确定目标点所属半球，其中，所述半球为东半球或西半球；

判断目标点是否位于其所属半球的子区域内。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述判断目标点是否位于其所属半球的子区域内具体包括：

在目标点所属半球内以目标点为端点引一条纬度线；

获取纬度线与所述子区域的边界的有效交点数,并判断所述有效交点数的奇偶性；

若所述有效交点数为奇数，则目标点位于所述子区域内，若所述有效交点数为偶数，则目标点位于所述子区域外。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述获取所述纬度线与子区域的边界的有效交点数具体包括：

依次获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数；

根据纬度线与每条边线的有效交点数，确定纬度线与子区域的边界的有效交点数。

所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其中，所述依次获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数具体包括：

判断目标点经纬与每条边线两端点经纬度的关系；

根据所述目标点经纬度与每条边线两端点经纬度的关系获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数。

一种判断目标点是否位于预定区域内的系统，其包括：

预设模块，预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整；

划分模块，用于将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域；

第一判定模块，用于当存在包含所述目标点的子区域时，判定所述目标点位于所述预定区域内；

第二判定模块，用于当不存在包含所述目标点的子区域时，判断所述目标点位于所述预定区域外。

所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，其还包括：

判断模块，用于判断所述子区域是否包含极点，并当所述子区域包含极点时，将极点加入子区域的顶点序列。

所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，所述存在包含所述目标点的子区域具体为：所述目标点位于所述子区域内或目标点位于所述子区域的边界上。

本发明提供了一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统，所述方法包括预设在地球表面设定一个区域为预定区域，将地球表面切分为东西半球两部分，则所述预定区域被切分为1到多个子区域；判断目标点是否位于某子区域内,若是则目标点位于所述预定区域内，否则目标点位于所述预定区域外。本发明预先建立地理坐标系，并在地理坐标系中判断目标点是否位于指定简单区域内，并且所述地理坐标系采用整数表示坐标点的经纬度，经纬度以1/1000000度为单位取整；解决了现有判断方法仅能基于平面坐标系，及浮点运算过多的问题，提高了计算效率。

附图说明

图1为本发明提供的判断目标点是否位于预定区域的方法较佳实施的流程图。

图2为本发明提供的判断目标点是否位于预定区域的系统的结构原理图。

具体实施方式

本发明提供一种判断目标点是否位于预定区域内的方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。

请参照图1，图1为本发明提供一种判断目标点是否位于预定区域内的方法的较佳实施例的流程图。所述方法包括：

S100、预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整。

具体地，所述地理坐标系（又称经纬度坐标系）指的是以经度与纬度的合称组成一个坐标系统，其可以是利用三度空间的球面来定义地球上的空间的球面坐标系统，能够标示地球上的任何一个位置。经度是地球上一个地点离一根被称为本初子午线的南北方向走线以东或以西的度数。纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角，其数值在-90至90度之间。它是一种利用三度空间的球面来定义地球上的空间的球面坐标系统，能够标示地球上的任何一个位置。在本实施例中，所述地理坐标系是以赤道与穿过格林威治的经线的交点为原点，以赤道为x轴，以穿过格林威治的经线为y轴，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整。

进一步，在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域。所述预定区域用于判断是否包含所述目标点的区域。也就是说，本方法是用于判断目标点是否属于所述预定区域内的。在本实施例中，所述预定区域指定是由不相互交叉的地球线段连接成闭合线路所围成的球面图形，如洲界、国界、行政区边界等。所述地球线段指的是地球球面上任意两点A、B与球心o决定的平面与地球球面相交的圆周上A、B间较短的那段圆弧。

S200、将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域。

具体地，首先将地球表面划分为东西半球，然后按照东西半球的划分方法将预设区域划分为若干子区域，其中，所述若干子区域部分属于东半球，部分属于西半球。然后判断东半球包含的子区域或西半球包含的子区域是否存在包含所述目标点的子区域。

值得说明的是，在本实施中为了方便说明，将所述地理坐标系划分为东西两个半球，也就是采用通过0度经线和180度经线构成的过地心的平面将地理坐标系划分为东西半球。在本实施例的其他变形实施例中，可以采用通过两极点的其它平面将所述球状地理坐标系划分为两个对称的半球。

在本实施例中，所述存在包含所述目标点的子区域具体指的是判断所述目标点位于所述子区域内或位于所述子区域的边界上。也就是说，当所述目标点位于所述子区域的边界上时，也判定所述目标点包含于所述子区域内。

进一步，所述判断是否存在包含所述目标点的子区域具体为：将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并确定目标点所属半球，其中，所述半球为东半球或西半球；判断目标点是否位于其所属半球的子区域内。也就是将预设区域划分为东西半球两部分，判断目标点是否位于其所属半球的子区域内，进行判定目标点是否位于预设区域内。假设目标点属于东半球，那么将判断目标点是否属于预设区域的问题转化为判断目标点是否属于东半球的子区域的问题。这样，将复杂问题转换为简单问题，简化了判断目标点的过程。

将所述区域切分为东西半球子区域后，判断切分后的子区域是否包含极点；若子区域包含极点，则将极点添加到子区域的顶点序列。在后续的判断过程中以添加了极点作为顶点的子区域为前提判断目标点是否位于子区域内。

所述判断目标点是否位于其所属半球的子区域内具体包括：在目标点所属半球内以目标点为端点引一条纬度线；获取纬度线与所述子区域的边界的有效交点数，并判断所述有效交点数的奇偶性；若所述有效交点数为奇数，则目标点位于所述子区域内，若所述有效交点数为偶数，则目标点位于所述子区域外。其中，所述在目标点所属半球内以目标点为端点引一纬度线指的是以目标点为端点引一条平行于赤道的纬度线。所述纬度线的终点为所述目标点所属半球的边界线。为了方便下面的说明，这里以目标点为端点向东引一条平行于赤道的纬度线，其终点为所述目标点所述半球的边界线。当在其他实施例中，也可以目标点为端点向西引一条平行于赤道的纬度线。那么下面的判断过程根据纬度线方向不同而有所不同，但基本思想相同，这里就不一一说明，仅对以目标点为端点向东引一条平行于赤道的纬度线的判断过程加以说明。

所述纬度线与所述子区域的边界的有效交点数是指所述纬度线与所述子区域的每条边线的有效交点数的总和。所述纬度线与每条边线的有效交点数的定义如下：当边线与纬度线不相交时，有效交点数为0；当边线与纬度线重合时，有效交点数为0；当边线与纬度线相交于边的端点且边位于纬度线的南面时，有效交点数为0；其余情况，有效交点数为1。从有效交点数的定义可以看出，纬度线与每条边线的有效交点数为0或1。

在本实施例中，所述获取所述纬度线与所述子区域每条边线的有效交点数具体可以为：

S201、根据目标点经纬度与边线的两个端点经纬度的关系，判断目标点是否属于两端点的经纬度构成的矩形区域内；

S202、如果所述目标点不属于两端点的经纬度构成的矩形区域内，则根据目标点经纬度与两端点经纬度的对应关系确定纬度线与边线的有效交点数，具体为：

若P点的纬度不在边线的两端点M，N的纬度之间，则纬度线与边线的有效交点数为0；

若P点的纬度介于边的两端点M，N的纬度之间，且P点的经度大于边线的两端点M，N的最大经度，则纬度线与边线的有效交点数为0；

若P点的纬度介于边的两端点的纬度之间，且P点的经度小于边线的两端点的最小经度时，边与纬度线相交且P点不在边线上，纬度线与边线的有效交点数为1。

S203、如果所述目标点属于两端点的经纬度构成的矩形区域内，则获取目标点与边线上与目标点纬度相同的临时点的经度关系，并根据所述经度关系确定纬度线与边线的有效交点数。

具体地，当所述目标点属于两端点的经纬度构成的矩形区域内时，首先确定目标点是否位于所述边线上，如果所述目标点位于所述边线上，则确定所述目标点位于所述子区域内，结束操作。如果所述目标点未位于所述边线上，获取所述纬度线与边线的有效交点数。

示例性的，所述如果所述目标点属于两端点的经纬度构成的矩形区域内，则获取目标点与边线上与目标点纬度相同的临时点的经度关系，并根据所述经度关系确定纬度线与边线的有效交点数具体包括：

H10、若P点的纬度介于边的两端点的纬度之间，且P点的经度介于边线的两端点的经度之间时，分别获取边线的两端点M和N的经度差与纬度差；

H20、若经度差和纬度差存在一个为0，则所述目标点位于所述边线上，判定所述目标点位于区域内，结束操作；

H30、若经度差与纬度差都不为0，则获取所述边线上纬度与目标点纬度相等的临时点Q的经度，并将所述经度与目标点经度之差的绝对值与预设距离进行比较；

H40、如果所述经度差的绝对值小于等于预设距离，则所述目标点位于边上判定所述目标点位于区域内，结束操作；

H50、若所述经度差的绝对值大于预设距离，则将目标点P的经度与临时点Q的经度相比较；若P的经度小于Q的经度，则比较P的纬度与两端点的最大纬度，若P的纬度小于两端点的最大纬度则纬度线与边线的有效交点数为1，否则纬度线与边线的有效交点数为0；若P的经度大于Q的经度则纬度线与边线的有效交点数为0。

在本实用例中，在计算纬度线与每条边线的有效交点数时，只有在目标点位于边的两端点的经纬度构成的矩形区域内时，才需要计算边线上纬度与目标点纬度相等的临时点Q的经度。这样，计算纬度线与边的交点坐标的次数将大大减少，避免了大量的浮点计算，提高了定位的效率。

在实际应用中，计算点P向东的纬度线与边的有效交点数具体可以包括如下过程：

H1、判断目标点P的经纬度与边线两端点的经纬度的关系；如果P点的纬度大于等于边的两端点的最小纬度并且小于等于边的两端点的最大纬度，转到步骤H2；否则，转至步骤H12。

H2、如果边的某端点是极点，则将该端点的经度设为另一端点的经度。

H3、如果P点的经度大于等于边的两端点的最小经度并且小于等于边的两端点的最大经度，转到步骤H4；否则，转至步骤H9。

H4、计算边的两端点的经度差与纬度差。

H5、如果经度差为0或纬度差为0，转至步骤H13；否则，转至步骤H6。

H6、计算边上与P点纬度相同的Q点的经度。

H7、如果P、Q两点经度差的绝对值小于预设值（此处取值为1），转至步骤H13；否则，转至步骤H8。

H8、如果P点经度小于Q点经度，转至步骤H10；否则，转至步骤H12。

H9、如果P点的经度小于边的两端点的最小经度，转至步骤H10；否则，转至步骤H12。

H10、如果P点的纬度小于边的两端点的最大纬度，转至步骤H11；否则，转至步骤H12。

H11、返回有效交点数为1。

H12、返回有效交点数为0。

H13、确定P点在边上，所述目标点位于所述预定区域内，结束操作。

S300、若存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域内。

具体地，所述存在包含所述目标点的子区域指的是所述目标点位于所述子区域内或者所述目标点位于所述子区域的边界上。所述目标点位于所述子区域的边界上指目标点与边线上与目标点纬度相同的临时点的经度距离小于预设距离。也就是说，当目标点位于边线上，或者以目标点为端点引的纬度线与子区域的有效交点数为奇数，则所述目标点位于所述子区域内。

S400、若不存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域外。

具体地，所述目标点不属于任一子区域，那么判定所述目标点不属于所述预设区域内。

本发明还提供了一种判断目标点是否位于预定区域内的系统，如图2所示，其包括：

预设模块100，预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整；

划分模块200，用于将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域；

第一判定模块300，用于当存在包含所述目标点的子区域时，判定所述目标点位于所述预定区域内；

第二判定模块400，用于当不存在包含所述目标点的子区域时，判断所述目标点位于所述预定区域外。

所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，其还包括：

判断模块，用于判断所述子区域是否包含极点，并当所述子区域包含极点时，将极点加入子区域的顶点序列。

所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，其中，所述存在包含所述目标点的子区域具体为：所述目标点位于所述子区域内或目标点位于所述子区域的边界上。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，其包括：

预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整；

将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域；

若存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域内；

若不存在包含所述目标点的子区域，则所述目标点位于所述预定区域外。

2.根据权利要求1所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述存在包含所述目标点的子区域具体为：

所述目标点位于所述子区域内或目标点位于所述子区域的边界上。

3.根据权利要求1所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域与并判断是否存在包含所述目标点的子区域之间包括；

判断切分后的子区域是否包含极点；

若子区域包含极点，则将极点添加到子区域的顶点序列。

4.根据权利要求1所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域具体包括：

将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并确定目标点所属半球，其中，所述半球为东半球或西半球；

判断目标点是否位于其所属半球的子区域内。

5.根据权利要求4所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述判断目标点是否位于其所属半球的子区域内具体包括：

在目标点所属半球内以目标点为端点引一条纬度线；

获取纬度线与所述子区域的边界的有效交点数,并判断所述有效交点数的奇偶性；

若所述有效交点数为奇数，则目标点位于所述子区域内，若所述有效交点数为偶数，则目标点位于所述子区域外。

6.根据权利要求5所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述获取所述纬度线与子区域的边界的有效交点数具体包括：

依次获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数；

根据纬度线与每条边线的有效交点数，确定纬度线与子区域的边界的有效交点数。

7.根据权利要求6所述判断目标点是否位于预定区域内的方法，其特征在于，所述依次获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数具体包括：

判断目标点经纬度与每条边线两端点经纬度的关系；

根据所述目标点经纬度与每条边线两端点经纬度的关系获取所述纬度线与子区域的每条边线的有效交点数。

8.一种判断目标点是否位于预定区域内的系统，其特征在于，其包括：

预设模块，预先在地球表面建立地理坐标系，并在所述地理坐标系内设定一个区域为预定区域，其中，所述地理坐标系内点的经纬度坐标以1/1000000度为单位取整；

划分模块，用于将所述预定区域按东西半球切分为若干子区域，并判断是否存在包含所述目标点的子区域；

第一判定模块，用于当存在包含所述目标点的子区域时，判定所述目标点位于所述预定区域内；

第二判定模块，用于当不存在包含所述目标点的子区域时，判定所述目标点位于所述预定区域外。

9.根据权利要求8所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，其特征在于，其还包括：

判断模块，用于判断所述子区域是否包含极点，并当所述子区域包含极点时，将极点加入子区域的顶点序列。

10.根据权利要求8所述判断目标点是否位于预定区域内的系统，其特征在于，所述存在包含所述目标点的子区域具体为：所述目标点位于所述子区域内或目标点位于所述子区域的边界上。