(孙一璠)GIS基础算法实习报告电子版.docx

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1、实习一凸壳生成实习目的①通过给定的离散点集，结合矢量的叉积、点积运算，获取对应凸壳。②结合上学期VC实习，了解VC/VS的类及绘图中基本坐标变换知识。实习原理离散点集的凸壳计算是很多运算的基础。凸壳，可以看作是点集合的边界，连接凸壳点所得到的凸多边形完全包含了空间中的所有点。生成凸壳的方法非常多，这里取其中较为简单的一种思路即卷积法：首先找到一个y最小值点，以该点为起始点，做一条射线让射线从从水平方向开始逆时针旋转，该射线触碰到的第一个点即为下一个凸壳点，以该点为新的起始点，重复以上步骤，直到下一个凸壳点和y最小值点重合

2、。值得注意的是从第二个点开始，射线的起始方向不再是水平方向，而是上一凸壳点与当前点连线方向。实习步骤①通过MFCAppWizard创建单文档工程文件②在工程中添加自定义凸壳类（CConvexHull），该类的成员变量主要包括用于存储离散点集坐标串的pts，用于存储凸壳坐标串的Chpts，用于存储点集外接矩形的crWCRect。另外该类有两个方法，一个是用于获取点集凸壳的getConvexHull函数，另一个是用于绘制点集和凸壳的Draw函数。③在view部分添加凸壳类的对象，在doc部分添加数据读取函数，完成数据读取，在

3、读取同时生成坐标范围并付给crWCect。④在view中添加OnPrepareDC实现坐标的变换和映射，并在OnDraw部分添加凸壳的绘制函数。⑤完善凸壳获取和凸壳绘制函数。实习分析这一次实习有两个目的，第一就是了解MFC程序的基本框架，这个是之后所有实习的基础，也是GIS实习能教会我的最重要的东西之一。第二是实现凸壳函数，完善程序。从实习过程和结果来看，本次实习圆满完成了预定的目标。由于基本步骤老师已经给出程序，因此主要难点在于凸壳算法的实现。MFC单文档中主要有CAboutDlg/CCGExeApp/CCGExeDo

4、c/CCGExeView/CMainFrame五个基本类，其中Doc和View是在整个实习中需要较多接触修改的部分，其中Doc部分存有文件读取的函数，而一切需要绘制的内容都需要在View中完成。对于一个空白的工程，要实现我们的目的其核心步骤为“设置坐标变换与映射，实现WC->DC的过程”、“根据具体需求读取文件”、“自定义类并实现核心函数”、“在OnDraw中创建并调用相关对象，实现绘制”。由于对于MFC流程的不熟悉，我在完成这些工作上耗费了大量精力，不过最终掌握了这一套开发流程是值得的。在实习的途中，我还将使用的平台从

5、VC变更为了VS体会到了两种平台的优势。在实现凸壳算法时，我最终选定了卷积法。在实现途中，由于思路的不清晰和C++语法的不熟练，我浪费了大量时间。其中印象最为深刻的部分是：“从第二个点开始，射线的起始方向不再是水平方向，而是上一凸壳点与当前点连线方向。”实习二图形裁切实习目的①通过对给定数据的窗口裁切，深入了解其内部快速排除机制、裁切实现、数据存储等②了解图形表达的主要方法实习原理其核心是剪裁函数的实现。剪裁的目的是“判断图形元素是否落在裁剪窗口之内并找出其位于内部的部分“，剪裁的处理基础是”图元关于窗口内外关系的判别“

6、和”图元与窗口的求交“，剪裁的假定条件是”矩形剪裁窗口“和”待剪裁线段“。这里采用Cohen-Sutherland直线裁剪算法，其基本算法思想是将每条线段P1P2按与窗口的关系，分成完全在、不完全在、完全不在三类。将不完全在线段分成两段，其中一段在窗口外可以丢弃，对另一端重复操作。在判断线段关系的时候，采用区域码。区域码是表示直线端点相对位置的4位二进制代码。四位依次为上下右左，其判别关系如下图所示。若code1=0且code2＝0，P1P2明显在窗口内，则“取”；若code1&code2≠0，P1P2明显在窗口外，则“

7、弃”；对于两个条件都不满足的线段，在必定不完全在窗口内，这时求其余窗口边界的交点即可。 实习步骤①创建空间类系列，主要有CGeoMap,CGeoLayer,CGeoPolyline三个类，其从属关系为一个Map包含多个Layer，一个Layer包含多个Polyline，一个Polyline包含多个Point。处理了一些基本的成员变量外，这些类具有用于绘制原图及裁切后图形的draw方法、用于添加下级对象的add方法、和利用给定矩形裁切图形的clip方法。②修改doc中的数据读取方法，读取的数据结构为”前两行为数据区域限制，

8、之后为线段数据，线段数据包括线段组成点数和点坐标两个部分“。③实现clip和draw方法，完善细节。④在view中添加CGeoMap对象，在OnDraw中添加相关代码实现绘制。⑤编译运行并打开clipdata查看效果。实习分析虽然中途出现了不知名错误，但重做后完成了既定目标，实现了指定窗口的剪裁。本次实习的难点有两个