道格拉斯普克(Douglas-Peuker)算法python实现

最新推荐文章于 2025-04-02 17:39:46 发布

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该程序实现了一种边界线上点的稀疏算法，适用于点云数据处理。通过输入容差值和点的数量，可以选择随机生成或交互式输入坐标。算法采用DP方法，对点进行筛选，最终输出满足条件的点序列。示例展示了随机数生成和用户输入两种方式的结果，分别给出了符合条件的点的数量。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前言

一、算法实现

二、输出结果

前言

本程序主要应用于边界线上点的稀释，本文提供随机数和交互式输入两种方式实现数据载入。

一、算法实现

# -*- coding = utf-8 -*-
# @time:2021/6/5 21:39
# Author:scw
# @File:DP.py
# @Software:PyCharm
# Environment:Python3.6
from math import sqrt
import numpy as np
import random as r

_seed = 10


def PLDistance(Point, Point_Beg, Point_End):
    p, begP, endP = np.array(Point), np.array(Point_Beg), np.array(Point_End)
    area = abs(np.cross(endP - begP, p - begP))
    bottom = sqrt((endP[0] - begP[0]) ** 2 + (endP[1] - begP[1]) ** 2)
    return area / bottom


class DP_S(object):
    def __init__(self):
        self.dslimit = dslimit
        self.qualify_list = list()
        self.disqualify_list = list()

    def dp(self, point_list):
        if len(point_list) < 3:
            self.qualify_list.extend(point_list[::-1])
        else:
            maxds_index, maxds = 0, 0
            for index, point in enumerate(point_list):
                if index in [0, len(point_list) - 1]:
                    continue
                distance = PLDistance(point, point_list[0], point_list[-1])
                if distance > maxds:
                    maxds_index = index
                    maxds = distance
            if maxds < self.dslimit:
                self.qualify_list.append(point_list[-1])
                self.qualify_list.append(point_list[0])
            else:
                sequence_Beg = point_list[:maxds_index]
                sequence_End = point_list[maxds_index:]
                for sequence in [sequence_Beg, sequence_End]:
                    if len(sequence) < 3 and sequence == sequence_End:
                        self.qualify_list.extend(sequence[::-1])
                    else:
                        self.disqualify_list.append(sequence)

    def main(self, point_list):
        self.dp(point_list)
        while len(self.disqualify_list) > 0:
            self.dp(self.disqualify_list.pop())
        print(self.qualify_list)
        print(len(self.qualify_list))


if __name__ == '__main__':
    dslimit = eval(input("请输入容差:"))
    ptcnt1 = eval(input("请输入点的个数:"))
    point_list = [[0] * ptcnt1] * ptcnt1
    ls = [[0] * ptcnt1] * ptcnt1
    flag = input("是否使用随机数产生坐标值：[Y/N]")
    if flag in ['y', 'Y']:
        print("随机数种子为:{}".format(_seed))
        r.seed(_seed)
        for i in range(ptcnt1):
            ls[i] = round(r.uniform(1, 100), 2)
        ls = sorted(ls, reverse=True)
        for i in range(ptcnt1):
            point_list[i] = [ls[i], round(r.uniform(1, 100), 2)]
            # point_list[i] = [float(j) for j in point_list[i]]
    else:
        print("请输入坐标：[同行数字用空格分隔，不同点则用回车换行]")
        for i in range(ptcnt1):
            point_list[i] = list(map(float, input().split(" ")))
        point_list.sort(key=lambda x: x[0], reverse=True)

    d = DP_S()
    d.main(point_list)

二、输出结果

（1）随机数方式

请输入容差:10
请输入点的个数:20
是否使用随机数产生坐标值：[Y/N]y
随机数种子为:10
[[5.41, 84.56], [21.4, 7.43], [25.75, 44.17], [33.45, 32.12], [38.78, 89.92], [43.46, 37.25], [46.23, 30.98], [52.55, 94.16], [57.57, 14.26], [58.23, 1.4], [60.72, 5.38], [67.82, 96.97], [81.52, 98.26], [86.16, 14.16], [95.33, 66.52], [99.66, 68.9]]
16

（2）交互式输入

请输入容差:2
请输入点的个数:8
是否使用随机数产生坐标值：[Y/N]n
请输入坐标：[同行数字用空格分隔，不同点则用回车换行]
0 0
1 1
2 0
4 1
6 5
7 1
10 0
20 1
[[0.0, 0.0], [6.0, 5.0], [7.0, 1.0], [20.0, 1.0]]
4