最近在做项目的时候遇到一个问题,大致情况如下:
已知河流的面要素,需要根据用户输入的矩形以及设定的步长对河流进行网格划分,并得到网格与两边河岸的交点。
查了查资料,发现原生的ArcGIS API for Silverlight并没有提供实现该功能的借口,但是GeometryService提供了一个类似的功能:Intersect.
Intersect:其相交的情况有如下三种:
这里需要注意的时最后一个:线与线相交,从几何的角度来说,最后得到的结果应该是一个点,然而在GeometryService中,最后得到的结果是polyline,即是线,而且该线的Extent属性为null,也就是说线段长度为0.因此如果你想通过Intersect来求解两条线的交点实不可取的。那么这里的用处是什么呢?就是可以用来判断交点的个数。
从上图来看我们的情况是属于第二种:即面与线相交。
但是我们发现,这里得到的是相交的线,而我们要的是点,这个该怎么解决呢?
其实我们再一想,就可以发现,既然我们能够得到相交的线,那么我们是不是可以得到线的两个端点呢?如果可以得到两个端点是不是我们的问题就解决了呢?
答案只对了一半,因为我们再仔细一想,又会发现一个问题就是虽然我们可以得到两个端点,但是有的端点并不是网格与河流面要素的交点,例如下图所示:
上图表示对河流进行划分的网格
如果按照上面的思路我们将得到如下的结果:
我们发现,虽然得到了与河流的交点但是左右两侧水平线的端点也包含了进来,而显然它们都不是与河流的交点,那么这里该怎么去除呢?
从上图可以知道,左右边界上非河岸的交点都位于网格的边缘,假设我们设网格矩形的区域为(Xmin,Ymin,Xmax,Ymax),则这些点的X坐标都为Xmin或者Xmax,所以我们由此可以去除边界上的点,然而这里有一个问题是:
当我们按照一定的步长划分时,不一定会整分,即出现如下的情况:
我们发现上面和右边并不是刚好等分的,上面和右面部分线条超出了“范围”,虽然这并不影响河流的交点的提取,但是多少显得不那么好看。
下面我们先看看构造网格的代码:
public voID CreateGrID(double xMin,double xMax,double yMin,double yMax,double xstep,double ystep) { //定义两个Point,确定一条直线 MapPoint mp1; MapPoint mp2; //由步长确定划分成多少份 int Nx = Convert.ToInt32((xMax - xMin)/xstep); int Ny = Convert.ToInt32((yMax - yMin) / ystep); //构造竖直方向的线 for (int i = 0; i <Nx+1; i++) { mp1=CreateMapPoint(xMin+i*xstep,yMin); mp2=CreateMapPoint(xMin + i * xstep,yMax); Createline(mp1,mp2); } //构造水平方向的线 for (int i = 0; i < Ny+1; i++) { mp1 = CreateMapPoint(xMin,yMin +i * ystep); mp2 = CreateMapPoint(xMax,yMin + i * ystep); Createline(mp1,mp2); } //RectExtent为自定义的一种结构体,存储每一次网格划分时的矩形范围 recExtent = new RectExtent() { Xmin = Convert.Todouble((xMin).ToString("#0.000")),Xmax = Convert.Todouble((xMin + Nx * xstep).ToString("#0.000")),Ymin = Convert.Todouble((yMin).ToString("#0.000")),Ymax = Convert.Todouble((yMin + Ny * ystep).ToString("#0.000")) }; }
以上的CreateMapPoint为自定义方法,表示根据X,Y坐标,新建一个点(MapPoint),示例代码如下:
public MapPoint CreateMapPoint(double x,double y) { return new MapPoint(x,y); }
Createline表示根据得到的两个点,绘制一条直线:
public voID Createline(MapPoint p1,MapPoint p2) { ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.polyline polyline = new ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.polyline(); ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.PointCollection pc=new ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.PointCollection (); pc.Add(p1); pc.Add(p2); polyline.Paths.Add(pc); //记得对空间坐标系赋值,否则Simplify会出错。 polyline.SpatialReference = map1.SpatialReference; AddlineGraphic(polyline); }
AddlineGraphic表示将生成的线添加到图层中:
public voID AddlineGraphic(ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.polyline polyline) { Graphic g = new Graphic() { Geometry = polyline,Symbol = LayoutRoot.Resources["linesymbol"] as Simplelinesymbol }; glayer.Graphics.Add(g); }
同理,之后的AddPointGraphic即向图层中添加点:
public voID AddPointGraphic(ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.MapPoint point) { Graphic g = new Graphic() { Geometry = point,Symbol = LayoutRoot.Resources["PointSymbol"] as SimpleMarkerSymbol,}; glayer.Graphics.Add(g); }
这里我们实现了网格的绘制,但是你会发现得到的网格如本文第3张图片所示。
这并不是我们所希望的,这里我们修改一下构造水平和垂直直线的代码,如下所示:
//构造竖直方向的线 for (int i = 0; i <Nx+1; i++) { mp1=CreateMapPoint(xMin+i*xstep,yMin); //mp2=CreateMapPoint(xMin + i * xstep,yMax); mp2 = CreateMapPoint(xMin + i * xstep,yMin + Ny * ystep); Createline(mp1,yMin +i * ystep); mp2 = CreateMapPoint(xMin + Nx * xstep,yMin + i * ystep); //mp2 = CreateMapPoint(xMax,mp2); }
这里我们将Xmax改成了Xmax+Nx*Xstep,同理其他。
这样我们就能得到闭合的网格了。
但是我们还是没有说如何解决上面说的那个问题,上面我们说到通过Xmin和Xmax来判断是否是河流的交点,但是实际运行程序时,是无法实现的,为什么呢?
因为我们再使用Geometry的Intersect时,再Intersect的过程中对每一个点(交线的端点)的坐标值都会进行相应的简化(四舍五入),这样我们在Intersect完成事件函数中获得端点值就已经不等于Intersect之前的了,因此也就无法根据线段端点的Xmin和Xmax值是否等于边界值来取舍交点。
具体过程可以看下面的示意图:
因此,通过Xmin和Xmax的方式也不行。那到底该怎么办呢?
这里我们仔细一想就会发现,Intersect之后的Xmin和Xmax和实际上的X范围很相近,因为Intersect实际上就是对X范围进行了四舍五入。
而一般来说Intersect之后的的X范围和初始时的X范围相差不超过1.甚至是0.1。于是我们将Intersect之后的值与初始时的值做作差取绝对值,这样就可以确定Intersect之后,线段的端点是不是交点了。
下面给出GeometryService的Intersect完成事件处理函数的代码:
voID geometryService_IntersectCompleted(object sender,GraphicsEventArgs e) { glayer.Graphics.Clear(); foreach (Graphic g in e.Results) { g.Symbol = LayoutRoot.Resources["Resultslinesymbol"] as Simplelinesymbol; if (g.Geometry.Extent != null) { #region 垂直线 if (g.Geometry.Extent.WIDth == 0.0)//垂直线两个端点即为交点 { foreach (ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.PointCollection pc in (g.Geometry as ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.polyline).Paths) { foreach (MapPoint mp in pc) { if (Math.Abs(mp.Y - recExtent.Ymin) < 0.1 || Math.Abs(mp.Y - recExtent.Ymax) < 0.1) { continue; } else { AddPointGraphic(mp); } } } } #endregion #region 水平线 if (g.Geometry.Extent.Height == 0.0) { foreach (ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.PointCollection pc in (g.Geometry as ESRI.ArcGIS.ClIEnt.Geometry.polyline).Paths) { foreach (MapPoint mp in pc) { if (Math.Abs(mp.X - recExtent.Xmin) < 0.1 || Math.Abs(mp.X - recExtent.Xmax) < 0.1) { continue; } else { AddPointGraphic(mp); } } } } #endregion } glayer.Graphics.Add(g); } }
这里我们将边界点的值与交线的端点值比较,如果两者之差小于0.1,则表示该点为边界点,舍去
以上解释了实现过程中的关键部分,接下来看看具体实现的流程:
(1):绘制矩形,网格划分
自定义结构体:
public struct RectExtent { public double Xmin; public double Ymin; public double Xmax; public double Ymax; }
声明如下变量:
//定义绘制矩形的画笔 private Draw drawRect = null; //定义集合服务变量 private GeometryService geometryService = null; //用来承载绘制的线和点 Graphicslayer glayer = null; //河流要素 FeatureLayer fpolygonlayer = null; //自定义结构体变量 private RectExtent recExtent;
在构造函数中实例化:
public MainPage() { InitializeComponent(); geometryService = new GeometryService("http://qzj-pc/ArcGIS/rest/services/Geometry/GeometryServer"); geometryService.IntersectCompleted += new EventHandler<GraphicsEventArgs>(geometryService_IntersectCompleted); geometryService.SimplifyCompleted += new EventHandler<GraphicsEventArgs>(geometryService_SimplifyCompleted); geometryService.Failed += new EventHandler<TaskFailedEventArgs>(geometryService_Failed); glayer=map1.Layers["lineLayer"] as Graphicslayer; fpolygonlayer = map1.Layers["Riverpolygon"] as FeatureLayer; drawGrIDbutton.Click += new RoutedEventHandler(drawGrIDbutton_Click); intersectbutton.Click += new RoutedEventHandler(intersectbutton_Click); Clearbutton.Click += new RoutedEventHandler(Clearbutton_Click); drawRect = new Draw(map1); drawRect.DrawMode = DrawMode.Rectangle; drawRect.DrawComplete += new EventHandler<DrawEventArgs>(drawRect_DrawComplete); drawRect.IsEnabled = false; }
点击绘制要输button,绘制网格
voID drawGrIDbutton_Click(object sender,RoutedEventArgs e) { //确定用户输入了步长信息 if (xStepTextBox.Text.Trim() == "" || yStepTextBox.Text.Trim() == "") { MessageBox.Show("请输入步长信息"); return; } drawRect.IsEnabled = true; }
voID drawRect_DrawComplete(object sender,DrawEventArgs e) { drawRect.IsEnabled = false; CreateGrID(e.Geometry.Extent.XMin,e.Geometry.Extent.XMax,e.Geometry.Extent.YMin,e.Geometry.Extent.YMax,Convert.Todouble(xStepTextBox.Text),Convert.Todouble(yStepTextBox.Text)); }
CreateGrID在上面已经给出,在此不再说明。
(2)Silmplify河流要素
voID intersectbutton_Click(object sender,RoutedEventArgs e) { geometryService.SimplifyAsync(fpolygonlayer.Graphics); }
(3)在Simplify事件完成函数中进行Intersect *** 作。
由于这里使用的河流要素只有一个图层所以生成的结果Results只有一个要素,即索引值为0.
voID geometryService_SimplifyCompleted(object sender,GraphicsEventArgs e) { geometryService.IntersectAsync(glayer.Graphics,e.Results[0].Geometry); }
(4).在Intersect事件完成函数中筛选正确的交点,代码上面已经给出,在此不在说明。
(5)最后将正确的点添加到图层中。
最后便可以得到正确的结果:
思考:如何绘制出网格的交点呢?
预告:下一篇将讲解线与线交点的求解,欢迎继续关注!
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