使用查找表进行坐标转换答案

【问题标题】：coordinate conversion using lookup table使用查找表进行坐标转换
【发布时间】：2012-01-25 22:31:19
【问题描述】：

我有一个应用程序，它读取带有值（即纬度、经度、值）的网格坐标数据，然后将这些数据绘制在地图上。绘制的地图使用朗伯等角圆锥投影，因此所有坐标数据都必须从纬度/经度转换为东/北。这一切都很好，但是在读取多个数据文件时存在明显的性能问题。由于所有数据文件都包含相同的点集（尽管不一定以相同的顺序），我认为某种查找表对坐标转换很有用。但是，我以前从未使用过查找表，并且在弄清楚设计时遇到了一些麻烦。

简而言之 - 假设坐标对之间存在 1:1 关系，任何关于采用 lat/lon 坐标对（浮点值）并查找相应的 E/N 对（浮点值）的最快方法的建议，没有缺失值等？

由于 lat/lon 是浮点值，我不能将它们用作数组索引（例如：lookup_array[lat][lon]），所以这确实是我最容易出错的地方。

注意：此解决方案可以是 C 或 C++，以具有最佳解决方案为准。

【问题讨论】：

@DanielFischer，问得好，因为如果是，一个简单的表就是 table[int(factorlat),int(factorlon)]=value。如果它不是均匀分布的，你可以用一个函数替换因子
@DanielFischer - 是的，纬度/经度是均匀分布的。
好吧，那么如果你有足够的空间，lookup[round((x-xoff)/step)][round((y-yoff)/step)]是最简单的。

标签： c++ c lookup-tables

【解决方案1】：

您要使用的技术称为memoization。对于您的情况，hash table 似乎是lookup table 的不错候选者。 C++11 有一个标准的基于散列的关联容器，称为std::unordered_map。存在 C++03 的实现；例如早期版本的 GCC 和 MSVC 有std::tr1::unordered_map。您需要创建（或找到）一个将坐标转换为哈希值的良好哈希函数（请参阅下面 cmets 中 Johan Lundberg 的建议）。

基于比较的关联容器，例如std::map，也适合，但当元素数量足够大时，它可能会明显变慢。

【讨论】：

+1。对于哈希值，只需使用 lat + pi*(2+lon) 之类的值，并确保 00。要么使用该哈希创建一个类，要么只使用具有该值（双精度）作为键的（无序）映射。

【解决方案2】：

因为可能的纬度/经度空间很大，所以我认为预先构建整个表是不可行的。但是，您可以记住（例如）哈希表中每个转换的结果。然后每次你去进行转换时，你首先检查它是否在表中。如果不是，则进行计算并将其存储在哈希表中以供下次使用。

但是，在任何基于查找的数据结构 (see this question) 中使用浮点数作为键并不是一个好主意。在纬度/经度数据的情况下，如果您的输入格式一致，那么您可以通过使用字符串作为键来避免这个问题（如果不是，那么您可以使用 sprintf() 或类似的方法来制作一个 lat /long 字符串，格式一致，精确到给定精度）。

如果您想要 C++ 的开箱即用哈希表实现，请查看 std::unordered_map 和 this wikipedia article.

【讨论】：

【解决方案3】：

您也许可以进行插值而不是直接查找。计算覆盖整个地图表面的一些规则的经度和纬度网格的映射。当你得到一个纬度/经度对时，你会在网格中查找围绕该点的四个点，并使用线性插值来获得更精确的值。

【讨论】：