光线投射算法的MySQL实现？答案

【问题标题】：MySQL implementation of ray-casting Algorithm?光线投射算法的MySQL实现？
【发布时间】：2011-09-27 18:22:22
【问题描述】：

我们需要找出一种快速且相当准确的方法，用于在谷歌地图上获取纬度/经度值和多边形的多边形点。经过一些研究 - 遇到了一些关于 mysql 几何扩展的帖子，并且也实现了 -

SELECT id, Contains( PolyFromText( 'POLYGON(".$polygonpath.")' ) , PointFromText( concat( \"POINT(\", latitude, \" \", longitude, \")\" ) ) ) AS
            CONTAINS
FROM tbl_points

然而，这不适用于由大量点组成的多边形:(

经过更多研究 - 遇到了一种称为 Ray-casting 算法的标准算法，但在尝试在 MySQL 中开发该查询之前，如果有人已经通过该算法或遇到一个有用的链接，我想借此机会如何在 MySQL / SQL-server 中实现算法。

所以，简而言之 - 问题是：

谁能提供光线投射算法的 MySQL/SQL-server 实现？

补充细节：

多边形可以是凹的、凸的或复杂的。
以超过 100% 的准确度为目标。

【问题讨论】：

大约一年前，当我查看 MySQL 中的地理空间扩展时，它们充其量只是测试版质量。我最终将 PostgreSQL 用于我的地理数据库。我从来没有听说过有人试图在数据库中实现光线投射，但是......
@EricJ。 - 谢谢您的答复。我希望我可以使用 postGIS 来解决这个问题.. 但不能这样做，因为它只是一个巨大系统的（可能很小）一部分。 :(
MySQL 有 cos/sin/tan 函数，对你有帮助吗？链接：dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/mathematical-functions.html

标签： mysql point-in-polygon raycasting

【解决方案1】：

以下函数（MYSQL 版本的 Raycasting 算法）震撼了我的世界：

CREATE FUNCTION myWithin(p POINT, poly POLYGON) RETURNS INT(1) DETERMINISTIC 
BEGIN 
DECLARE n INT DEFAULT 0; 
DECLARE pX DECIMAL(9,6); 
DECLARE pY DECIMAL(9,6); 
DECLARE ls LINESTRING; 
DECLARE poly1 POINT; 
DECLARE poly1X DECIMAL(9,6); 
DECLARE poly1Y DECIMAL(9,6); 
DECLARE poly2 POINT; 
DECLARE poly2X DECIMAL(9,6); 
DECLARE poly2Y DECIMAL(9,6); 
DECLARE i INT DEFAULT 0; 
DECLARE result INT(1) DEFAULT 0; 
SET pX = X(p); 
SET pY = Y(p); 
SET ls = ExteriorRing(poly); 
SET poly2 = EndPoint(ls); 
SET poly2X = X(poly2); 
SET poly2Y = Y(poly2); 
SET n = NumPoints(ls); 
WHILE i<n DO 
SET poly1 = PointN(ls, (i+1)); 
SET poly1X = X(poly1); 
SET poly1Y = Y(poly1); 
IF ( ( ( ( poly1X <= pX ) && ( pX < poly2X ) ) || ( ( poly2X <= pX ) && ( pX < poly1X ) ) ) && ( pY > ( poly2Y - poly1Y ) * ( pX - poly1X ) / ( poly2X - poly1X ) + poly1Y ) ) THEN 
SET result = !result; 
END IF; 
SET poly2X = poly1X; 
SET poly2Y = poly1Y; 
SET i = i + 1; 
END WHILE; 
RETURN result; 
End;

添加

  DELIMITER ;;

根据需要在函数之前。该函数的用法是：

 SELECT myWithin(point, polygon) as result;

在哪里

 point  = Point(lat,lng) 
 polygon = Polygon(lat1 lng1, lat2 lng2, lat3 lng3, .... latn lngn, lat1 lng1)

请注意，多边形应该关闭（通常，如果您要检索标准的 kml 或 googlemap 数据，它会关闭，但只需确保它是关闭的 - 注意 lat1 lng1 集在末尾重复）

我的数据库中没有点和多边形作为几何字段，因此我必须执行以下操作：

 Select myWithin(PointFromText( concat( "POINT(", latitude, " ", longitude, ")" ) ),PolyFromText( 'POLYGON((lat1 lng1, ..... latn lngn, lat1 lng1))' ) ) as result

我希望这可能对某人有所帮助。

【讨论】：

【解决方案2】：

我会编写一个自定义 UDF，在 C 或 Delphi 或您使用的任何高级工具中实现光线投射算法：

编写 UDF 的链接
这是一个 MySQL gis 实现的源代码，它在球体上查找点（使用它作为模板来查看如何与 MySQL 中的空间数据类型进行交互）。
http://www.lenzg.net/archives/220-New-UDF-for-MySQL-5.1-provides-GIS-functions-distance_sphere-and-distance_spheroid.html

来自 MySQL 手册：
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/adding-functions.html

MS Visual C++ 的 UDF 教程
http://rpbouman.blogspot.com/2007/09/creating-mysql-udfs-with-microsoft.html

Delphi中的UDF教程：
Creating a UDF for MySQL in Delphi

关于光线投射算法的源代码
伪代码：http://rosettacode.org/wiki/Ray-casting_algorithm
drDobbs 中的文章（注意文章顶部的代码链接）：http://drdobbs.com/cpp/184409586
Delphi（实际上是 FreePascal）：http://www.cabiatl.com/mricro/raycast/

【讨论】：

+1 请注意，升级 MySQL 时自定义 UDF 可能会损坏
谢谢！那里有很多有用的链接。遍历它们中的每一个。此外，当涉及到这个通知系统时，我遇到了这个问题，它应该在边界内发布重要内容时通知用户。所以 - 用户（点），事件（点）和边界（多边形）..我认为将数百个这样的边界信息传递给函数然后检查事件点是否在边界内会非常慢 - 然后一次在这样的有效边界内再次检查所有用户并通知他们;(
@zarun 诀窍是确保您可以使用索引。索引允许您消除 99.99% 的搜索空间。这就是他们加快速度的方式。
@Johan - 谢谢伙计.. 我承认输入。但是我在上面的回复中的意思是关于“在 C 或 Delphi 或您使用的任何高级工具中实现光线投射算法的 UDF” ---------- 即传递速度会很慢将值转换为 php 函数（我正在为上述问题执行 mysql/php）。但没关系谢谢。 :)
你不能用php编写UDF，它必须编译成DLL。您附加到 MySQL 的那个 dll。这只剩下生成本机 x86 代码的工具。

【解决方案3】：

以防万一，一个接受 MULTIPOLYGON 作为输入的 MySQL 函数：http://forums.mysql.com/read.php?23,286574,286574

DELIMITER $$

CREATE DEFINER=`root`@`localhost` FUNCTION `GISWithin`(pt POINT, mp MULTIPOLYGON) RETURNS int(1)
    DETERMINISTIC
BEGIN 

DECLARE str, xy TEXT; 
DECLARE x, y, p1x, p1y, p2x, p2y, m, xinters DECIMAL(16, 13) DEFAULT 0; 
DECLARE counter INT DEFAULT 0; 
DECLARE p, pb, pe INT DEFAULT 0; 

SELECT MBRWithin(pt, mp) INTO p; 

IF p != 1 OR ISNULL(p) THEN 
    RETURN p; 
END IF; 

SELECT X(pt), Y(pt), ASTEXT(mp) INTO x, y, str; 
SET str = REPLACE(str, 'POLYGON((',''); 
SET str = REPLACE(str, '))', ''); 
SET str = CONCAT(str, ','); 

SET pb = 1; 
SET pe = LOCATE(',', str); 
SET xy = SUBSTRING(str, pb, pe - pb); 
SET p = INSTR(xy, ' '); 
SET p1x = SUBSTRING(xy, 1, p - 1); 
SET p1y = SUBSTRING(xy, p + 1); 
SET str = CONCAT(str, xy, ','); 

WHILE pe > 0 DO 
    SET xy = SUBSTRING(str, pb, pe - pb); 
    SET p = INSTR(xy, ' '); 
    SET p2x = SUBSTRING(xy, 1, p - 1); 
    SET p2y = SUBSTRING(xy, p + 1); 

    IF p1y < p2y THEN SET m = p1y; ELSE SET m = p2y; END IF; 

    IF y > m THEN 
        IF p1y > p2y THEN SET m = p1y; ELSE SET m = p2y; END IF; 
        IF y <= m THEN 
            IF p1x > p2x THEN SET m = p1x; ELSE SET m = p2x; END IF; 
            IF x <= m THEN 
                IF p1y != p2y THEN 
                    SET xinters = (y - p1y) * (p2x - p1x) / (p2y - p1y) + p1x; 
                END IF; 
                IF p1x = p2x OR x <= xinters THEN 
                    SET counter = counter + 1; 
                END IF; 
            END IF; 
        END IF; 
    END IF; 

    SET p1x = p2x; 
    SET p1y = p2y; 
    SET pb = pe + 1; 
    SET pe = LOCATE(',', str, pb); 
END WHILE; 

RETURN counter % 2; 

END

【讨论】：

【解决方案4】：

回复 zarun 函数在多边形内查找纬度/经度。

我有一个包含纬度/经度信息的属性表。所以我必须获取纬度/经度位于多边形纬度/经度内的记录（我从 Google API 获得的）。起初我很笨怎么使用 Zarun 功能。所以这里是它的解决方案查询。

表格：属性
字段： id、纬度、经度、床位等...
查询：

SELECT id
FROM properties
WHERE myWithin(
    PointFromText(concat( "POINT(", latitude, " ", longitude, ")")),
    PolyFromText('POLYGON((37.628134 -77.458334,37.629867 -77.449021,37.62324 -77.445416,37.622424 -77.457819,37.628134 -77.458334))' )
) = 1 limit 0,50;

希望它能为像我这样的笨蛋节省时间；）

【讨论】：

谢谢！我没有想到要发布如何使用它！ :-D

【解决方案5】：

我想在多边形表上使用上面的 mywithin 存储过程，所以这里有一些命令可以做到这一点。

使用ogr2ogr将包含多边形的shapefile导入mysql后，如下所示

ogr2ogr -f "mysql" MYSQL:"mydbname,host=localhost,user=root,password=mypassword,port=3306" -nln "mytablename" -a_srs "EPSG:4326" /path/to/shapefile.shp

然后你可以使用 MBRwithin 来预过滤你的表格和 mywithin 来完成如下

DROP TEMPORARY TABLE IF EXISTS POSSIBLE_POLYS;
CREATE TEMPORARY TABLE POSSIBLE_POLYS(OGR_FID INT,SHAPE POLYGON);
INSERT INTO POSSIBLE_POLYS (OGR_FID, SHAPE) SELECT mytablename.OGR_FID,mytablename.SHAPE FROM mytablename WHERE MBRwithin(@testpoint,mytablename.SHAPE);

DROP TEMPORARY TABLE IF EXISTS DEFINITE_POLY;
CREATE TEMPORARY TABLE DEFINITE_POLY(OGR_FID INT,SHAPE POLYGON);
INSERT INTO DEFINITE_POLY (OGR_FID, SHAPE) SELECT POSSIBLE_POLYS.OGR_FID,POSSIBLE_POLYS.SHAPE FROM POSSIBLE_POLYS WHERE mywithin(@testpoint,POSSIBLE_POLYS.SHAPE);

@testpoint 的创建位置，例如，来自

SET @longitude=120;
SET @latitude=-30;
SET @testpoint =(PointFromText( concat( "POINT(", @longitude, " ", @latitude, ")" ) ));

【讨论】：

【解决方案6】：

它现在是 MySQL5.6.1 及更高版本的空间扩展。请参阅function_st-contains Docs。

【讨论】：

在 StackOverflow 上，仅包含链接的一行不是答案。请将链接中的信息（例如摘要和代码示例）合并到这篇文章中。

【解决方案7】：

这是一个适用于 MULTIPOLYGONS 的版本（改编自 Zarun 的版本，仅适用于 POLYGONS）。

CREATE FUNCTION GISWithin(p POINT, multipoly MULTIPOLYGON) RETURNS INT(1) DETERMINISTIC 
BEGIN 
DECLARE n,i,m,x INT DEFAULT 0; 
DECLARE pX,pY,poly1X,poly1Y,poly2X,poly2Y DECIMAL(13,10); 
DECLARE ls LINESTRING; 
DECLARE poly MULTIPOLYGON;
DECLARE poly1,poly2 POINT; 
DECLARE result INT(1) DEFAULT 0; 
SET pX = X(p); 
SET pY = Y(p); 
SET m = NumGeometries(multipoly);
WHILE x<m DO 
SET poly = GeometryN(multipoly,x);
SET ls = ExteriorRing(poly); 
SET poly2 = EndPoint(ls); 
SET poly2X = X(poly2); 
SET poly2Y = Y(poly2); 
SET n = NumPoints(ls); 
WHILE i<n DO 
SET poly1 = PointN(ls, (i+1)); 
SET poly1X = X(poly1); 
SET poly1Y = Y(poly1); 
IF ( ( ( ( poly1X <= pX ) && ( pX < poly2X ) ) || ( ( poly2X <= pX ) && ( pX < poly1X ) ) ) && ( pY > ( poly2Y - poly1Y ) * ( pX - poly1X ) / ( poly2X - poly1X ) + poly1Y ) ) THEN 
SET result = !result; 
END IF; 
SET poly2X = poly1X; 
SET poly2Y = poly1Y; 
SET i = i + 1; 
END WHILE; 
SET x = x + 1;
END WHILE;
RETURN result; 
End;

【讨论】：