GeoDjango - 正方形,六边形切割地理信息数据

SQL使用PostgreSQL

使用场景为生成马赛克风格的图片,即把某个区域分割成若干个小的区域,计算每个小的区域中包含的某些体量,用不同颜色显示。

1. 矩形(rectangle)

原理:每一行/列小矩形的中心点连线都是平行的,根据横纵切割的数量可以算出所有的中心点,再根据每个中心点计算出四个顶点的坐标。(如果想展现正方形可以1.手动控制横纵切割的比;2.简单修改代码逻辑,只传入横向切割数量,用边长计算纵向数量。)

def cal_rasterized_points_from_boundary_v2(obj, boundary_li, lng_count, lat_count):
    """
    计算边界内栅格化后的中心点,返回若干个矩形的坐标数组 -- 马赛克凹凸有致版
    :param obj: 多边形的object
    :param boundary_li: multipolygon.boundary.coords转化后的list
    :param lng_count: 横向切割数量
    :param lat_count: 纵向切割数量
    :return: 
    """
    # 目前只考虑MultiPolygon包含一个多边形的情况。
    boundary_list = boundary_li[0]
    lngs = []
    lats = []
    for bl in boundary_list:
        lngs.append(bl[0])
        lats.append(bl[1])
    max_lng = float(max(lngs))
    min_lng = float(min(lngs))
    max_lat = float(max(lats))
    min_lat = float(min(lats))
    max_lng_amap, max_lat_amap = wgs84togcj02(max_lng, max_lat)
    min_lng_amap, min_lat_amap = wgs84togcj02(min_lng, min_lat)

    lng_gap = (max_lng_amap - min_lng_amap) / lng_count
    lat_gap = (max_lat_amap - min_lat_amap) / lat_count
    data_lngs = []
    data_lats = []
    cps = []
    result = []
    for i in range(lng_count):
        lng = min_lng_amap + lng_gap * 0.5 + lng_gap * i
        if lng < max_lng_amap:
            data_lngs.append(lng)
    for i in range(lat_count):
        lat = min_lat_amap + lat_gap * 0.5 + lat_gap * i
        if lat < max_lat_amap:
            data_lats.append(lat)
    for lat in data_lats:
        for lng in data_lngs:
            cps.append([lng, lat])
    for cp in cps:
        # TODO: To judge cp whether in boundary or not
        lng, lat = gcj02towgs84(cp[0], cp[1])
        point = Point((lng, lat))
        li = obj.filter(boundary__contains=point)
        if not li:
            continue
        result.append([[cp[0] - lng_gap * 0.5, cp[1] - lat_gap * 0.5],
                       [cp[0] + lng_gap * 0.5, cp[1] - lat_gap * 0.5],
                       [cp[0] + lng_gap * 0.5, cp[1] + lat_gap * 0.5],
                       [cp[0] - lng_gap * 0.5, cp[1] + lat_gap * 0.5]])

    return result

2. 六边形(hexagonal)

原理:

20170124_01_pic_004.png

六边形可以拆分成六个等边三角形。


20170124_01_pic_010.png

每个中心点的位置每两行一个循环。同行两个中心点间距为三倍的边长,行间距为√3/2倍边长(经纬度间距离转换存在差异,现采用纬度间*0.88)

def cal_rasterized_points_from_boundary(obj, boundary_li, lng_count):
    """
    计算边界内栅格化后的中心点,返回若干个六边形的坐标数组 -- 马赛克凹凸有致版  
    蜂巢六边形切割 -- 粗略用lng的差来表示边长,因为分割后数值很小,可以忽略坐标和距离转换的误差
    :param obj: 多边形的object
    :param boundary_li: multipolygon.boundary.coords转化后的list
    :param lng_count: 横向切割数量
    :return: 
    """
    # 目前只考虑MultiPolygon包含一个多边形的情况。
    boundary_list = boundary_li[0]
    lngs = []
    lats = []
    for bl in boundary_list:
        lngs.append(bl[0])
        lats.append(bl[1])
    max_lng = float(max(lngs))
    min_lng = float(min(lngs))
    max_lat = float(max(lats))
    min_lat = float(min(lats))
    max_lng_amap, max_lat_amap = wgs84togcj02(max_lng, max_lat)
    min_lng_amap, min_lat_amap = wgs84togcj02(min_lng, min_lat)

    lng_gap = (max_lng_amap - min_lng_amap) / lng_count
    side_length = lng_gap / 3
    lat_gap = side_length * math.sqrt(3) / 2 * 0.88
    lat_count = int((max_lat_amap - min_lat_amap) / lat_gap) + 1
    data_lngs_first = []
    data_lngs_second = []
    data_lats = []
    cps = []
    result = []
    for i in range(lng_count):
        lng = min_lng_amap + lng_gap * 0.5 + lng_gap * i
        if lng < max_lng_amap:
            data_lngs_first.append(lng)
    for lng in data_lngs_first:
        sec_lng = lng - side_length * 3 / 2
        if sec_lng < max_lng_amap:
            data_lngs_second.append(sec_lng)

    for i in range(lat_count):
        lat = min_lat_amap + lat_gap * 0.5 + lat_gap * i
        if lat < max_lat_amap:
            data_lats.append(lat)

    for i, lat in enumerate(data_lats):
        # 六边形单双行中心点不对齐
        if i % 2 == 0:
            for lng in data_lngs_first:
                cps.append([lng, lat])
        else:
            for lng in data_lngs_second:
                cps.append([lng, lat])
    for cp in cps:
        lng, lat = gcj02towgs84(cp[0], cp[1])
        point = Point((lng, lat))
        li = obj.filter(boundary__contains=point)
        if not li:
            continue
        # 左上角为第一个点
        result.append([[cp[0] - side_length * 0.5, cp[1] + lat_gap],
                       [cp[0] + side_length * 0.5, cp[1] + lat_gap],
                       [cp[0] + side_length, cp[1]],
                       [cp[0] + side_length * 0.5, cp[1] - lat_gap],
                       [cp[0] - side_length * 0.5, cp[1] - lat_gap],
                       [cp[0] - side_length, cp[1]]])

    return result


def generate_comb_mosaic_item(bc_id, lng_count):
    area = BusinessCircle.objects.filter(business_circle_id=bc_id)
    if not area:
        return ""

    mp = area[0].boundary
    if len(mp) > 1:
        return "返回的是多个多边形,这样不ok"

    boundary_li = [[list(list(location)) for location in list(polygon)] for polygon in list(mp.boundary.coords)]

    result = cal_rasterized_points_from_boundary(area, boundary_li, lng_count)
    # data = [[j, i] for i in range(lat_count) for j in range(lng_count)]
    data = []
    cursor = connection.cursor()
    SQL_string_list = []
    dp_result = copy.deepcopy(result)
    for index, points in enumerate(dp_result):
        MULTIPOLYGON_txt = ""
        points.append(points[0])
        for point in points:
            lng, lat = gcj02towgs84(point[0], point[1])
            MULTIPOLYGON_txt += ", {} {}".format(lng, lat)
        MULTIPOLYGON_txt = MULTIPOLYGON_txt[2:]
        SQL_RAW = """SELECT avg(forecast_price) FROM economic_dqchina_loupaninfo
        WHERE st_contains(st_geomfromtext('MULTIPOLYGON((({})))', 4326) :: geometry, center_point :: geometry) UNION ALL """.format(MULTIPOLYGON_txt)

        SQL_string_list.append(SQL_RAW)
    SQL_RAWS = "".join(SQL_string_list)
    cursor.execute(SQL_RAWS[:-10])
    rows = cursor.fetchall()
    for index, row in enumerate(rows):
        data.append(row[0])
    item = {
        "data": [float(d) if d else 0 for d in data],
        "result": result,
    }
    # print(item["data"])
    # print(item["result"])
    return item
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