4 线和面的关系线面关系的判断相对比较复杂,线在面内,线和面相交,相离,相接等关系。线段在面内,第一个必要条件是,线段的两个端点都要在内。但由于多边形可能为凹,所以这不能成为判断的充分条件,于是有第二个必要条件线段与多边形的边,没有内部交点。 线段和多边形交于线段的两端点并不会影响线段是否在多边形内;但是如果多边形的某个顶点和线段相交,还必须判断两相邻交点之间的线段是否包含于多边形内部,如果在面内,则线段在面内,否则不在面内。 ![]() 所以,算法思路如下(本算法引用网络上一篇文章): if 线段PQ的端点不都在多边形内 注:X-Y坐标排序,X坐标小的排在前面,对于X坐标相同的点,Y坐标小的排在前面,这种排序准则也是为了保证水平和垂直情况的判断正确。 1. 点在面内,线段相交情况的判断见上面的思路。 2. 这个过程中的排序因为交点数目肯定远小于多边形的顶点数目n,所以最多是常数级的复杂度,几乎可以忽略不计。因此算法的时间复杂度也是O(n)。 3. 有了线段和面的关系,再判断折线与面的关系,也就可以for循环,同理进行判断了,但时间复杂度将是O(n^2)。后面将介绍一种时间复杂度为O(nlogn)的”平面扫描算法”。 5 面和面的关系面面的空间关系,可能要更复杂一些,在拓扑判断,多边形叠置分析,面对象的编辑中,有着广泛的应用。这个将在以后的章节中介绍一种时间复杂度为O(nlogn)的算法“平面扫描算法”。 6 点到线段的距离
点到线段的距离,在各种测量,拓扑判断
(
比如,线对象的选取中需要比较距离
)
中都需要用到。大家对点到直线的距离,都很熟悉,那点到线段距离又该如何计算呢?
![]()
问题的关键是判断
a
、
r
的角度,向量的点积能判断一个角是钝角还是锐角,先复习一下向量的点积,也叫向量的数量积
,
结果是一个数,没有方向。设向量
a=(Xa,Ya,Za) b=(Xb,Yb,Zb)
a . b=|a|*|b|*cosα=Xa*Xb+Ya*Yb+Za*Zb 向量点积的几何意义是,高中物理中,求作用力在一个方向上所作的功。如果a . b>0,则α为锐角,a . b<0,则α钝角。 熟悉了利用向量的点积来判断角度,AC·AB 判断夹角a,BA·BC判断夹角r,即可确定三种情况中,具体是哪一种。至于第一种情况,求点到垂足的距离,可以饶开建立方程求垂足,再求两点距离的思路,因为建立方程运算是复杂的,多耗了CPU资源。利用向量叉积的几何意义来求,向量的叉积表示以两向量为邻边的平行四边形的面积,|AC X AB|为⊿ABC的面积的两倍,求平行四边形的高,只要用面积除以底边AB的长度。即,高CD的长度=|AC X AB|/distance(AB)。
这些复杂的几何判断,都将在空间索引的过滤下,在少量数据集(侯选集)上进行。计算几何算法,通常是比较复杂,比较耗CPU资源,而且还要考虑各种退化情况,在这里,并不试图向大家穷举各种情况,只想起一个抛砖引玉的作用, 或许还有人会有这样的疑虑:有没考虑“投影”的问题?关于投影将在相应的章节中给予解释,但有一点是可以肯定的,空间分析、计算几何算法,都是在平面直角坐标系下运算的,不会在球面上。 geochenyj@hotmail.com |
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