四叉树编码实现

关于四叉树的原理我想应该不需要多说啦，大家都懂得，实在不晓得的话，百度吧~

由于四叉树索引效率还可以并且非常简单，因此在Gis中广泛的应用也是毋庸置疑的。

 

本次就自己实现一个地图四叉树索引，但是还有一些问题也希望各位路过的大神能指点一下。

 

首先，结合一下应用场景（我们需要用四叉树来索引地图数据），考虑一下使用四叉树索引地图数据存在的一些问题。

1.什么时候建立四叉树索引，四叉树索引如何存储（序列化还是自己写算法来存储四叉树）？第一次加载数据的时候建立四叉树，当对地图数据操作的时候动态的维护四叉树，关闭地图的时候，保存内存中的四叉树实例，以避免每次建立四叉树耗时。目前我直接使用四叉树序列化。

2.什么东西可能会影响到四叉树索引地图数据的效率？树的深度，空节点每次还要被搜索，使用不平衡四叉树来避免无意义的搜索；每个节点上所关联的地图数据个数。子节点已经包含了地图数据的实例，则父节点不包含，减少数据的冗余。

 

为了可以在四叉树节点上关联地图数据，设计如下结构来表示地图数据。

    /// <summary>
    /// 包含有包络线的对象接口定义
    /// </summary>
    public interface IHasBoundingBox
    {
        /// <summary>
        /// 几何对象的包络线
        /// </summary>
        BoundingBox Box
        {
            get;
            set;
        }
    }

 

    /// <summary>
    /// 几何对象的的ID和包络线构成索引对象
    /// </summary>
    public class GeoBox:IHasBoundingBox
    {
        BoundingBox _box;

        /// <summary>
        /// 几何对象的Id
        /// </summary>
        public uint ID;

        #region IHasBoundingBox 成员

        public BoundingBox Box
        {
            get
            {
                return _box;
            }
            set
            {
                _box = value;
            }
        }

        #endregion
    }

用一个矩形范围和几何对象的Id来表示地图上需要索引的几何对象，当请求地图数据的时候，首先根据地图范围来遍历四叉树，找到对应四叉树的节点后，遍历该自树获取所有数据，即Id，根据Id去读取物理文件的数据。

 

四叉树节点的定义：

    /// <summary>
    /// 四叉树节点
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">节点中所包含的数据类型</typeparam>
    public class QuadNode<T>
    {
        private int _depth;
        private List<T> _datas;
        private BoundingBox _rect;
        private QuadNode<T> _lt;
        private QuadNode<T> _rt;
        private QuadNode<T> _lb;
        private QuadNode<T> _rb;
        private bool _isLeaf;
        private QuadNodeLimit _limit;

        public QuadNodeLimit Limit
        {
            get { return _limit; }
        }

        public bool IsLeaf
        {
            get { return _isLeaf; }
            set { _isLeaf = value; }
        }

        public int Depth
        {
            get { return _depth; }
            set { _depth = value; }
        }

        public List<T> Datas
        {
            get { return _datas; }
            set { _datas = value; }
        }

        public BoundingBox Rect
        {
            get { return _rect; }
            set { _rect = value; }
        }

        public QuadNode<