基于复平面的地理边界缓冲区算法、电子设备及存储介质的制作方法

本发明涉及地理边界缓冲区计算技术领域，具体而言，涉及基于复平面的地理边界缓冲区算法、电子设备及存储介质。

背景技术：

随着移动通信技术的快速发展，网络制式复杂、基站站址密集；无线通信网络规划、优化、评估工作复杂度越来越高。

无线通信网络规划、优化、评估的对象是一系列的部署在具体站址上的通信基站；地理位置是站址最关键的信息，通常用经纬度数据表示；通信网络包含一系列精心布局的站址，覆盖一块对应的地理区域；开展无线网络规划、优化、评估工作时，通常需要指定对应区域的地理边界，从大量站址中提取出地理边界内的地址，用于开展进一步分析。考虑到通信基站的越区覆盖问题(即边界外的基站对边界内的区域形成有效覆盖)，还需考虑地理边界对应扩延区域，称之为缓冲区。

本发明旨在研究地理边界与缓冲区模型，并提出了一种可实现的算法，用于判断给定的地址是否在地理边界或其缓冲区内，为计算机辅助开展地理信息处理提供帮助。

现有的缓冲区算法，通过计算点与线段的距离判断是否在缓冲区内，通过对边界线段平行移动确定其缓冲区，缓冲区的边界顶点通过计算直线交点确定，从而导致现有的缓冲区算法，需要先求解直线方程，再进行直线平移，最后求解顶点坐标，在现有缓冲区算法在处理直线方程时，需考虑平行和垂直等特殊情况，设计与之对应的条件判断逻辑，并且在判断任一点是否位于缓冲区时，不仅需要判断该点是否与边界线段的距离是否小于缓冲距离，还需要判断该任一点在边界线段上的投影是否位于边界线段范围内，其判断逻辑较为复杂，使得算法设计更为复杂且复用度低，从而不利于提高对地理边界缓冲区的判断处理效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于复平面的地理边界缓冲区算法、电子设备及存储介质，该算法中缓冲区和多边形边界可以采用相同的模块进行处理，复用度高且设计简单。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供基于复平面的地理边界缓冲区算法，其包括如下步骤：

s1.将边界分解为多个直线段，每个直线段对应一个缓冲区；具体如下：

s11.选取一段待分解的边界，检测并提取其中的直线段；

s12.获取缓冲半径，根据缓冲半径r，划定每一直线段对应的缓冲区。

s2.获取每个直线段的端点a、b，建立坐标系并获取a、b的坐标；具体如下：

s21.获取每个直线段的端点a、b，以ab作为中轴线建立长为ab、宽为2r的多边形cdef，所述多边形cdef为缓冲区的一部分；

s22.建立以o为原点的坐标系，获取端点a的坐标(xa，ya)和端点b的坐标(xb，yb)。

s3.根据a、b的坐标获取缓冲区的四个顶点坐标；具体如下：

s31.获取向量的复数xa+yai，向量的复数xb+ybi，向量的复数为(xb-xa)+(yb-ya)i，其中i为虚数单元；

s32.将向量以端点a为圆心逆势针旋转90度并将向量的长度缩放至r，则为向量同理可获取向量与向量的关系，则与对应的复数如下，

其中，|·|运算计算向量的模，即向量的长度；

s33.分别获取向量与对应复数的实部和虚部，即获取c、d、e、f四个点的对应坐标。

s4.根据缓冲区的顶点坐标获取缓冲区中多边形的边界，进而判断待判断点是否位于边界的缓冲区内；具体如下：

根据c、d、e、f四个点的坐标获取多边形cdef的边界信息，进而判断任意点g是否位于直线段ab的缓冲区内，若满足以下任一项则点g位于ab的缓冲区中，

i.向量的模小于r；

ii.向量的模小于r；

iii.点g位于多边形cdef中。

第二方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述地理边界缓冲区算法。

第三方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现上述地理边界缓冲区算法。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明所提供的算法流程仅需要通过简单的复数运算即可快速确定缓冲区顶点坐标，且本发明算法适用范围较广，无需引入条件判断逻辑即可通过将缓冲区视为一个独立的多边形对象，进而判断点是否在多边形内来判断待测点是否位于缓冲区内，缓冲区和多边形边界可以采用相同的模块进行处理，省去判断待判断点对边界段ab的投影是否位于ab段的范围内的步骤，从而使得计算更简便，且算法复用度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明算法流程示意图；

图2为本发明的单条边界线段缓冲区示意图；

图3为本发明的坐标变换示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供基于复平面的地理边界缓冲区算法，如图1所示，其包括如下步骤：

s1.将边界分解为多个直线段，每个直线段对应一个缓冲区；具体如下：

s11.选取一段待分解的边界，检测并提取其中的直线段；其中提取直线段的方法包括采用lsd直线提取算法、基于矩阵的多尺度hough变换直线提取算法、基于zernike矩的直线提取算法或基于边缘方向的直线提取算法。

s12.获取缓冲半径，根据缓冲半径r，划定每一直线段对应的缓冲区，如图2所示；其中缓冲半径根据标准或其他人为规定进行划取，本发明所指的缓冲区即地里边界的扩延区域。

s2.获取每个直线段的端点a、b，建立坐标系并获取a、b的坐标；具体如下：

s21.获取每个直线段的端点a、b，以ab作为中轴线建立长为ab、宽为2r的多边形cdef，所述多边形cdef为缓冲区的一部分；如图3所示，其中ab与多边形的cf、de边均垂直，且ab与cf、de边的交点分别为cf、de边的中点。

s22.建立以o为原点的坐标系，获取端点a的坐标(xa，ya)和端点b的坐标(xb，yb)，此处的坐标可以采用根据经纬度获取的坐标，也可以使用自定义的坐标。

s3.根据a、b的坐标获取缓冲区的四个顶点坐标；具体如下：

s31.获取向量的复数xa+yai，向量的复数xb+ybi，向量的复数为(xb-xa)+(yb-ya)i，其中i为虚数单元；

s32.将向量以端点a为圆心逆势针旋转90度并将向量的长度缩放至r，则为向量同理可获取向量与向量的关系，则与对应的复数如下，

其中，|·|运算计算向量的模，即向量的长度；

s33.分别获取向量与对应复数的实部和虚部，即获取c、d、e、f四个点的对应坐标。

s4.根据缓冲区的顶点坐标获取缓冲区中多边形的边界，进而判断待判断点是否位于边界的缓冲区内；具体如下：

根据c、d、e、f四个点的坐标获取多边形cdef的边界信息，进而判断任意点g是否位于直线段ab的缓冲区内，若满足以下任一项则点g位于ab的缓冲区中，

i.向量的模小于r；

ii.向量的模小于r；

iii.点g位于多边形cdef中。

该方法判断任意点是否位于缓冲区时，无需判断待判断点对边界段ab的投影是否位于ab段的范围内，从而使得计算更简便，且算法的复用度较高，仅需确定一次缓冲区即可，从而避免每次有待判断点需要判断时都要确认其对边界段ab的投影是否位于ab段的范围内；可见本发明的方法极大的优化了地理边界缓冲区的算法，使其判断任意点是否位于缓冲区更简便。

本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述地理边界缓冲区算法。

本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现上述地理边界缓冲区算法。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。