计算网格连通图的轮廓

        首先介绍一些问题的背景。当需要聚合一堆坐标点时,我们可以选择用网格法。即将包含所有坐标点的最小矩形分为m*n的网格,即将矩形分为m列n行,找出格子内点数满足阈值范围的所有格子。然后将找出来的格子计算八连通图。步骤示意图如下:

1.给一堆坐标点

2.找出能包含所有点的一个最小矩形

3.将矩形按列m=4,行n=2 分为一个4*2的网格

4.将格子内点数大于2的格子过滤出来(红色格子),算八连通图,图中两个格子是八连通图

      了解了相关背景,接下来说下我们要解决什么。我已经知道下图中的所有红色格子是一个八连通图,现在想绘制出该连通图的轮廓(不同于凸包),如蓝线所示:


     具体的实现思路是:

1.首先建立坐标轴,按第四象限为正,每个格子间隔设为1,黄色点的坐标作为每个格子的标识符。


2.根据每个格子的索引坐标及格子间隔1,将每个格子的四个坐标点都找出来,然后按照从左到右,从上到下的顺序将每个格子的边表示出来(为了方便,将格子编号)。如格子1,按顺时针方向四个坐标分别是(0,0),(1,0),(1,1),(0,1),对应的边:(0,0,1,0),(1,0,1,1),(0,1,1,1),(0,0,0,1)。总的边数是24。


3.将所有格子的所有边都统计出来后,将重复的边全部去掉(只要重复出现,就都不要了),就能将被重复使用过的边去掉。如图黄色虚线是重复的边,则将这些边删掉,去重后剩下20条边。


4.接下来随机选一个坐标点作为初始点,这里我选择(0,0),然后按照顺时针(逆时针也可以)的方向扫描,优先级设为上 > 右 > 下 > 左,将所有去重后的边(20条)存到一个数组中,从初始点开始按顺序移动点,每访问一条边就将该边删除,并将每一步所移动到的点的坐标存到另一个数组中,当存边的数组为空时扫描结束,即得到网格连通图的轮廓。操作中边的变化示意图如下:


         这里需要注意一点,进行到第(7)步时,扫描点位于(1,1),但是此时(1,1)相邻的三条边都已经访问过了。而这时还有四条边没有访问,循环没有结束。这时,可以从剩下的边中任意选择一个点,继续按顺时针扫描。如果又遇到这样的情况,同理继续从剩下的边中任意选点扫描。直到存边的数组为空,则扫描结束,得到了最终网格连通图的轮廓,如图(8)所示。

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