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Gis基础-S2Geometry算法

发布于2023-01-27 15:35:05,更新于2023-02-05 20:12:22,标签:gis  文章会持续修订,转载请注明来源地址:https://meethigher.top/blog

S2Geometry算法,可以将二维地理坐标,转换为单一字符串,作为空间索引。并且根据层级,将整个地球进行分块,每块都有一个索引。如图。

利用该工具,可以实现简单的需求,显示出自己附近一个范围内可用的出租车或者共享单车。假设地图显示以自己为圆心,5公里为半径,这个范围内的车。

一、在线工具

S2可视化工具-OpenStreetMap

S2可视化在线绘制工具-GooleMap

DataV.GeoAtlas地理小工具系列-获取地理边界数据

空间索引 S2 学习指南及Java工具类实践 - 且炼时光

高效的多维空间点索引算法 — Geohash 和 Google S2

Google S2 是如何解决空间覆盖最优解问题的?

二、S2工具类

添加依赖

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<!-- google s2 -->
<dependency>
<groupId>io.sgr</groupId>
<artifactId>s2-geometry-library-java</artifactId>
<version>1.0.0</version>
</dependency>

创建工具类

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import com.google.common.geometry.*;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
* s2工具类
*
* @author chenchuancheng github.com/meethigher
* @since 2023/1/27 15:59
*/
public class S2Utils {

private final S2RegionCoverer coverer;

private final int minLevel;

private final int maxLevel;

private final int maxCells;

/**
* @param minLevel 最小层级
* @param maxLevel 最大层级
* @param maxCells 最大格子数 在拆分网格时,优先使用level,如果根据level区间分出的最小数量,已经大于maxCell,则maxCell失效
*/
public S2Utils(int minLevel, int maxLevel, int maxCells) {
this.minLevel = minLevel;
this.maxCells = maxCells;
this.maxLevel = maxLevel;
coverer = new S2RegionCoverer();
coverer.setMinLevel(minLevel);
coverer.setMaxCells(maxCells);
coverer.setMaxLevel(maxLevel);
}


/**
* 经纬度转为指定层级的cellId
*/
public S2CellId toCellId(double lon, double lat, int level) {
return S2CellId.fromLatLng(S2LatLng.fromDegrees(lat, lon)).parent(level);
}

/**
* 经纬度转为最高层级(30级)的cellId
*/
public S2CellId toCellId(double lon, double lat) {
return S2CellId.fromLatLng(S2LatLng.fromDegrees(lat, lon)).parent(maxLevel);
}

/**
* token转换cellId
*/
public S2CellId tokenToCellId(String token) {
return S2CellId.fromToken(token);
}

/**
* cellId转换经纬度
*/
public Point cellIdToPoint(S2CellId cellId) {
S2LatLng s2LatLng = new S2CellId(cellId.id()).toLatLng();
return new Point(s2LatLng.lngDegrees(), s2LatLng.latDegrees());
}


/**
* 获取s2区域下的s2cellId列表
* 不允许出现比minLevel更小层级、比maxLevel更大层级的区域
*
* @param region S2区域
* @return S2CellId列表
*/
public List<S2CellId> getCellIdInRegion(S2Region region) {
ArrayList<S2CellId> s2CellIds = coverer.getCovering(region).cellIds();
return s2CellIds.stream().flatMap(s2CellId -> childrenCellId(s2CellId, minLevel).stream()).collect(Collectors.toList());
}

/**
* 将单个cellId转换为多个指定level的cellId
*
* @param s2CellId
* @param desLevel 允许的最小层级level
* @return
*/
public static List<S2CellId> childrenCellId(S2CellId s2CellId, Integer desLevel) {
return childrenCellId(s2CellId, s2CellId.level(), desLevel);
}

/**
* 递归获取
*/
private static List<S2CellId> childrenCellId(S2CellId s2CellId, Integer curLevel, Integer desLevel) {
List<S2CellId> s2CellIds = new LinkedList<>();
if (curLevel < desLevel) {
long interval = (s2CellId.childEnd().id() - s2CellId.childBegin().id()) / 4;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
long id = s2CellId.childBegin().id() + interval * i;
s2CellIds.addAll(childrenCellId(new S2CellId(id), curLevel + 1, desLevel));
}
return s2CellIds;
} else {
s2CellIds.add(s2CellId);
return s2CellIds;
}
}


/**
* 获取S2Region
*
* @param lat 纬度
* @param lon 经度
* @param radius 单位为m
* @return 区域
*/
public S2Region createCircleRegion(double lon, double lat, double radius) {
double capHeight = (2 * S2.M_PI) * (radius / 40075017);
return S2Cap.fromAxisHeight(S2LatLng.fromDegrees(lat, lon).toPoint(), capHeight * capHeight / 2);
}

public static class Point {
private double lon;

private double lat;

public Point(double lon, double lat) {
this.lon = lon;
this.lat = lat;
}

public Point() {
}

public double getLon() {
return lon;
}

public void setLon(double lon) {
this.lon = lon;
}

public double getLat() {
return lat;
}

public void setLat(double lat) {
this.lat = lat;
}
}
}
发布:2023-01-27 15:35:05
修改:2023-02-05 20:12:22
链接:https://meethigher.top/blog/2023/gis-s2/
标签:gis 
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