作为一个GISer，在日常WebGIS开发中，会罕用到的turf.js，这是一个天文空间剖析的JavaScript库，常常搭配各种GIS JS API应用，如leaflet、mapboxgl、openlayers等；在后盾Java开发中，也有个比拟弱小的GIS库，geotools，外面蕴含构建一个残缺的地理信息系统所须要的全副工具类；数据库端罕用是postgis扩大，须要在postgres库中引入应用。
然而在开发某一些业务零碎的时候，有些需要只须要调用某一个GIS算法，简略的几行代码即可实现，没有必要去援用一个GIS类库。
而且有些算法在这些罕用的GIS类库中没有对应接口，就比方在下文记录的这几种罕用算法中，求垂足、判断线和面的关系，在turf.js就没有对应接口。
上面文章中是我总结的一些罕用GIS算法，这里对立用JavaScript语言实现，因为JS代码绝对比拟简洁，不便了解其中算法逻辑，也不便在浏览器下预览成果。在具体利用时能够依据具体需要，翻译成Java、C#、Python等语言来应用。
文中代码大部分为之前遇到需要时在网上搜寻失去，而后本人依据具体须要做了优化批改，通过这篇文章做个总结收集，也不便后续应用时查找。
1、罕用算法
以下办法中传参的点、线、面都是对应geojson格局中coordinates，不便对立调用。geojson规范参考：https://www.oschina.net/trans...
1.1、计算两经纬度点之间的间隔
实用场景：测量
/*** 计算两经纬度点之间的间隔(单位：米)* @param p1 终点的坐标；[经度,纬度]；例：[116.35,40.08]* @param p2 起点的坐标；[经度,纬度]；例：[116.72,40.18]** @return d 返回间隔*/function getDistance(p1, p2) { var rlat1 = p1[1] * Math.PI / 180.0; var rlat2 = p2[1] * Math.PI / 180.0; var a = rlat1 - rlat2; var b = p1[0] * Math.PI / 180.0 - p2[0] * Math.PI / 180.0; var d = 2 * Math.asin(Math.sqrt(Math.pow(Math.sin(a / 2), 2) + Math.cos(rlat1) * Math.cos(rlat2) * Math.pow(Math.sin(b / 2), 2))); d = d * 6378.137; d = Math.round(d * 10000) / 10; return d}1.2、依据已知线段以及到终点间隔，求指标点坐标
实用场景：关闭管段定位问题点
/*** 依据已知线段以及到终点间隔（单位：米），求指标点坐标* @param line 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.01,40.01],[116.52,40.01]]* @param dis 到终点间隔（米）；Number；例：500** @return point 返回坐标*/function getLinePoint(line, dis) { var p1 = line[0] var p2 = line[1] var d = getDistance(p1, p2) // 计算两经纬度点之间的间隔(单位：米) var dx = p2[0] - p1[0] var dy = p2[1] - p1[1] return [p1[0] + dx * (dis / d), p1[1] + dy * (dis / d)]}1.3、已知点、线段，求垂足
垂足可能在线段上，也可能在线段延长线上。
实用场景：求垂足
/*** 已知点、线段，求垂足* @param line 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.01,40.01],[116.52,40.01]]* @param p 点；[经度,纬度]；例：[116.35,40.08]** @return point 返回垂足坐标*/function getFootPoint(line, p) { var p1 = line[0] var p2 = line[1] var dx = p2[0] - p1[0]; var dy = p2[1] - p1[1]; var cross = dx * (p[0] - p1[0]) + dy * (p[1] - p1[1]) var d2 = dx * dx + dy * dy var u = cross / d2 return [(p1[0] + u * dx), (p1[1] + u * dy)]}1.4、线段上间隔指标点最近的点
不同于下面求垂足办法，该办法求出的点必定在线段上。
如果垂足在线段上，则最近的点就是垂足，如果垂足在线段延长线上，则最近的点就是线段某一个端点。
实用场景：依据求出最近的点计算点到线段的最短距离
/*** 线段上间隔指标点最近的点* @param line 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.01,40.01],[116.52,40.01]]* @param p 点；[经度,纬度]；例：[116.35,40.08]** @return point 最近的点坐标*/function getShortestPointInLine(line, p) { var p1 = line[0] var p2 = line[1] var dx = p2[0] - p1[0]; var dy = p2[1] - p1[1]; var cross = dx * (p[0] - p1[0]) + dy * (p[1] - p1[1]) if (cross <= 0) { return p1 } var d2 = dx * dx + dy * dy if (cross >= d2) { return p2 } // 垂足 var u = cross / d2 return [(p1[0] + u * dx), (p1[1] + u * dy)]}1.5、点缓冲
这里缓冲属于测地线办法，因为这里并没有严格的投影转换体系，所以与规范的测地线缓冲还有些许误差，不过经测试，半径100KM内，误差根本能够疏忽。具体缓冲类型可看下之前的文章你真的会用PostGIS中的buffer缓冲吗？
实用场景：依据点和半径画圆
/*** 点缓冲* @param center 中心点；[经度,纬度]；例：[116.35,40.08]* @param radius 半径（米）；Number；例：5000* @param vertices 返回圆面点的个数；默认64；Number；例：32** @return coords 面的坐标*/function bufferPoint(center, radius, vertices) { if (!vertices) vertices = 64; var coords = [] // 111319.55：在赤道上1经度差对应的间隔，111133.33：在经线上1纬度差对应的间隔 var distanceX = radius / (111319.55 * Math.cos(center[1] * Math.PI / 180)); var distanceY = radius / 111133.33; var theta, x, y; for (var i = 0; i < vertices; i++) { theta = (i / vertices) * (2 * Math.PI); x = distanceX * Math.cos(theta); y = distanceY * Math.sin(theta); coords.push([center[0] + x, center[1] + y]); } return [coords]}1.6、点和面关系
该办法采纳射线法思路实现。（理解射线法可参考：https://blog.csdn.net/qq_2716...）
这里曾经思考到环状多边形的状况。
实用场景：判断点是否在面内
/*** 点和面关系* @param point 点；[经度,纬度]；例：[116.353455, 40.080173]* @param polygon 面；geojson格局中的coordinates；例：[[[116.1,39.5],[116.1,40.5],[116.9,40.5],[116.9,39.5]],[[116.3,39.7],[116.3,40.3],[116.7,40.3],[116.7,39.7]]]** @return inside 点和面关系；0:多边形外，1：多边形内，2：多边形边上*/function pointInPolygon(point, polygon) { var isInNum = 0; for (var i = 0; i < polygon.length; i++) { var inside = pointInRing(point, polygon[i]) if (inside === 2) { return 2; } else if (inside === 1) { isInNum++; } } if (isInNum % 2 == 0) { return 0; } else if (isInNum % 2 == 1) { return 1; }}/*** 点和面关系* @param point 点* @param ring 单个闭合面的坐标** @return inside 点和面关系；0:多边形外，1：多边形内，2：多边形边上*/function pointInRing(point, ring) { var inside = false, x = point[0], y = point[1], intersects, i, j; for (i = 0, j = ring.length - 1; i < ring.length; j = i++) { var xi = ring[i][0], yi = ring[i][1], xj = ring[j][0], yj = ring[j][1]; if (xi == xj && yi == yj) { continue } // 判断点与线段的绝对地位，0为在线段上，>0 点在左侧，<0 点在右侧 if (isLeft(point, [ring[i], ring[j]]) === 0) { return 2; // 点在多边形边上 } else { if ((yi > y) !== (yj > y)) { // 垂直方向指标点在yi、yj之间 // 求指标点在以后线段上的x坐标。 因为JS小数运算后会转换为准确15位的float，因而须要去一下精度 var xx = Number(((xj - xi) * (y - yi) / (yj - yi) + xi).toFixed(10)) if (x <= xx) { // 指标点程度射线与以后线段有交点 inside = !inside; } } } } return Number(inside);}/*** 判断点与线段的绝对地位* @param point 指标点* @param line 线段** @return isLeft，点与线段的绝对地位，0为在线段上，>0 p在左侧，<0 p在右侧*/function isLeft(point, line) { var isLeft = ((line[0][0] - point[0]) * (line[1][1] - point[1]) - (line[1][0] - point[0]) * (line[0][1] - point[1])) // 因为JS小数运算后会转换为准确15位的float，因而须要去一下精度 return Number(isLeft.toFixed(10))}1.7、线段与线段的关系
实用场景：判断线和线的关系
/*** 线段与线段的关系* @param line1 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.01,40.01],[116.52,40.01]]* @param line2 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.33,40.21],[116.36,39.76]]** @return intersect 线段与线段的关系；0:相离，1：相交，2：相切*/function intersectLineAndLine(line1, line2) { var x1 = line1[0][0], y1 = line1[0][1], x2 = line1[1][0], y2 = line1[1][1], x3 = line2[0][0], y3 = line2[0][1], x4 = line2[1][0], y4 = line2[1][1] //疾速排挤： //两个线段为对角线组成的矩形，如果这两个矩形没有重叠的局部，那么两条线段是不可能呈现重叠的 //这里的确如此，这一步是断定两矩形是否相交 //1.线段ab的低点低于cd的最高点（可能重合） //2.cd的最左端小于ab的最右端（可能重合） //3.cd的最低点低于ab的最高点（加上条件1，两线段在竖直方向上重合） //4.ab的最左端小于cd的最右端（加上条件2，两直线在程度方向上重合） //综上4个条件，两条线段组成的矩形是重合的 //特地要留神一个矩形含于另一个矩形之内的状况 if (!(Math.min(x1, x2) <= Math.max(x3, x4) && Math.min(y3, y4) <= Math.max(y1, y2) && Math.min(x3, x4) <= Math.max(x1, x2) && Math.min(y1, y2) <= Math.max(y3, y4))) { return 0 } // 判断点与线段的绝对地位，0为在线段上，>0 点在左侧，<0 点在右侧 if (isLeft(line1[0], line2) === 0 || isLeft(line1[1], line2) === 0) { return 2 } //跨立试验： //如果两条线段相交，那么必须跨立，就是以一条线段为规范，另一条线段的两端点肯定在这条线段的两段 //也就是说a b两点在线段cd的两端，c d两点在线段ab的两端 var kuaili1 = ((x3 - x1) * (y2 - y1) - (x2 - x1) * (y3 - y1)) * ((x4 - x1) * (y2 - y1) - (x2 - x1) * (y4 - y1)) var kuaili2 = ((x1 - x3) * (y4 - y3) - (x4 - x3) * (y1 - y3)) * ((x2 - x3) * (y4 - y3) - (x4 - x3) * (y2 - y3)) return Number(Number(kuaili1.toFixed(10)) <= 0 && Number(kuaili2.toFixed(10)) <= 0)}1.8、线和面关系
实用场景：判断线与面的关系
该办法思考到环状多边形的状况，且把相切状况分为了内切和外切。
参考链接：https://www.cnblogs.com/xiaoz...
/*** 线和面关系* @param line 线段；[[经度,纬度],[经度,纬度]]；例：[[116.01,40.01],[116.52,40.01]]* @param polygon 面；geojson格局中的coordinates；例：[[[116.1,39.5],[116.1,40.5],[116.9,40.5],[116.9,39.5]],[[116.3,39.7],[116.3,40.3],[116.7,40.3],[116.7,39.7]]]** @return intersect 线和面关系；0:相离，1：相交，2：蕴含，3：内切，4：外切*/function intersectLineAndPolygon(line, polygon) { var isTangent = false var isInNum = 0 var intersect = 0 for (var i = 0; i < polygon.length; i++) { // 线和面关系；0:相离，1：相交，2：蕴含，3：内切，4：外切 intersect = intersectLineAndRing(line, polygon[i]) if (intersect === 1) { return 1 } else if (intersect === 2) { isInNum++ } else if (intersect === 3) { isInNum++ isTangent = true } else if (intersect === 4) { isTangent = true } } if (isInNum % 2 == 0) { if (isTangent) { return 4 // 外切 } else { return 0 // 相离 } } else if (isInNum % 2 == 1) { if (isTangent) { return 3 // 内切 } else { return 2 // 蕴含 } }}/*** 线和面关系* @param line 线段* @param ring 单面** @return intersect 线和面关系；0:相离，1：相交，2：蕴含，3：内切，4：外切*/function intersectLineAndRing(line, ring) { var inserset = 0 var isTangent = false var inserset1 = pointInRing(line[0], ring) // 点和面关系；0:多边形外，1：多边形内，2：多边形边上 var inserset2 = pointInRing(line[1], ring) // 点和面关系；0:多边形外，1：多边形内，2：多边形边上 if (inserset1 === inserset2 === 0) { inserset = 0 } else if ((inserset1 * inserset2) === 1) { inserset = 2 } else if ((inserset1 * inserset2) === 2) { inserset = 3 } else if ((inserset1 === 2 || inserset2 === 2) && (inserset1 === 0 || inserset2 === 0)) { inserset = 4 } else if ((inserset1 === 1 || inserset2 === 1) && (inserset1 === 0 || inserset2 === 0)) { return 1 // 相交 } for (var i = 0, j = ring.length - 1; i < ring.length; j = i++) { var line2 = [ring[j], ring[i]] // 指标线段与以后线段的关系；0:相离，1：相交，2：相切 var intersectLine = intersectLineAndLine(line, line2) if (intersectLine == 1) { return 1 // 相交 } } return inserset}1.9、geojson 面转线
实用场景：只有geojson面数据，获取线的边界
/*** 面转线* @param geojson 面geojson** @return geojson 线geojson*/function convertPolygonToPolyline(polygonGeoJson) { var polylineGeoJson = JSON.parse(JSON.stringify(polygonGeoJson)) for (var i = 0; i < polylineGeoJson.features.length; i++) { var MultiLineString = [] if (polylineGeoJson.features[i].geometry.type === 'Polygon') { var Polygon = polylineGeoJson.features[i].geometry.coordinates Polygon.forEach(LinearRing => { var LineString = LinearRing MultiLineString.push(LineString) }) } else if (polylineGeoJson.features[i].geometry.type === 'MultiPolygon') { var MultiPolygon = polylineGeoJson.features[i].geometry.coordinates MultiPolygon.forEach(Polygon => { Polygon.forEach(LinearRing => { var LineString = LinearRing MultiLineString.push(LineString) }) }) } else { console.error('请确认输出参数为geojson格局面数据！') return null } polylineGeoJson.features[i].geometry.type = 'MultiLineString' //面转线 polylineGeoJson.features[i].geometry.coordinates = MultiLineString } return polylineGeoJson}2、在线示例
在线示例：http://gisarmory.xyz/blog/index.html?demo=GISAlgorithm
代码地址：http://gisarmory.xyz/blog/index.html?source=GISAlgorithm
原文地址：http://gisarmory.xyz/blog/index.html?blog=GISAlgorithm
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