java - 从线串中提取最近点索引到给定点？

Question

让我们将线串视为点列表，我将其命名为 trail。我需要检测哪个点离这条小径足够近。我有另一个名为兴趣点的线串，我需要从轨迹线串返回最近的索引点。我想提一下，这些兴趣点不包含在路径线串中，因此我将通过提供该兴趣点以某种方式评估这条路径中的索引点。得到的兴趣点将得到路径列表中存在的值。

[编辑]:

我将使用纯数字转换此问题。我发现这很容易。

输入列表 [0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5]。 输入数:3.30

我可以很容易地看出条件:list[n] < number < list[n+1] 然后我可以检查成本:

cost1 = 数字 - 列表[n] cost2 = list[n+1] - 数字。

如果 (cost1 < cost2) return N else return N+1，我可以获得 N 的索引。

[重要]:

点对象不能与数字进行比较，这让我陷入了盲点。

Answer 1

如果您只需要这样做一次，或者速度并不是很重要，并且您的轨迹不会自行回环，因此检测最近的两点可能不同于检测它们之间的线段，那么它是很简单。

首先，您需要点的距离平方公式(这代替了普通数字的差异):

 def dSq(x0: Double, y0: Double, x1: Double, y1: Double) =
   (x1 - x0)*(x1 - x0) + (y1 - y0)*(y1 - y0)

请注意，除了必须计算额外的平方根外，使用普通距离而不是距离平方并没有真正的优势。 (但请随意 def d(...) = sqrt(dSq(...)) 并改用它。)

现在您找到了从轨迹到目标点的距离:

 val ds = trace.map(p => dSq(target.x, target.y, p.x, p.y))

然后你找到点对之间的距离:

 val pairDs = ds.sliding(2).map(xx => xx(0) + xx(1))

然后找到其中最小的索引:

 val smallest = pairDs.min
 val index = pairDs.indexWhere(_ == smallest)

然后在你的原始列表中，这两个点是 index 和 index+1。

或者，您可以找到最近的单个点，然后通过比较这些点的距离来决定是要下一个还是上一个。 (再次注意，所有这些都是不精确的——要真正做到正确，您必须计算该点最接近两点之间的线段的点，这是一个更长的公式。)

如果您必须经常这样做，那么您会希望有一种更快的方法来忽略不相关的大距离。一种常见的方法是在迹线上放置一个网格，然后在每个网格元素内创建子迹线。然后，当给定一个兴趣点时，您首先查找它的网格位置，然后在网格内执行相同的搜索技巧。 (您可能还需要搜索 8 个相邻的邻居，具体取决于您如何裁剪网格内的点。)