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大数据之点聚合算法

大数据之点聚合算法

作者: 松松土_0b13 | 来源:发表于2019-05-23 15:02 被阅读0次

聚合点算法实现


在地图上查询结果通常以标记点的形式展现,但是如果标记点较多,不仅会大大增加客户端的渲染时间,让客户端变得很卡,而且会让人产生密集恐惧症(图1)。为了解决这一问题,我们需要一种手段能在用户有限的可视区域范围内,利用最小的区域展示出最全面的信息,而又不产生重叠覆盖。

image

算法选择

直接距离法,数据量大的话数据会比较慢,聚合效果也不太真实

这里直接选用网格距离法

1、网格法,聚合出所要的点

2、直接距离法,进一步聚合

JS实现方法

1、经纬度转换为坐标

function _getMercator(poi) {//[114.32894, 30.585748]
    var mercator = {};
    var earthRad = 6378137.0;
    // console.log("mercator-poi",poi);
    mercator.x = poi.lng * Math.PI / 180 * earthRad;
    var a = poi.lat * Math.PI / 180;
    mercator.y = earthRad / 2 * Math.log((1.0 + Math.sin(a)) / (1.0 - Math.sin(a)));
    // console.log("mercator",mercator);
    return mercator; //[12727039.383734727, 3579066.6894065146]
}

2、获取矩形四个顶点的坐标

      let minX = 0
      let minY = 0
      let maxX = 0
      let maxY = 0
      let mathData = mockData.map( item => {
        let lonlat = _getMercator({lng: item.longitude, lat: item.latitude})
        maxX = Math.max(maxX, lonlat.x)
        maxY = Math.max(maxY, lonlat.y)
        minX = Math.min(minX, lonlat.x)
        minY = Math.min(minY, lonlat.y)
        return {
          point: item,
          ...lonlat
        }
      })

3、分割成多个小矩形

  var points = {}
  sourceData.forEach(item => {
    let i = Math.floor( (item.x - minX) /  radius )
    let j = Math.floor( (item.y - minY) /  radius )
    let tmpPoint = points[i + '_' + j]
    if (!tmpPoint) {
      tmpPoint = {
        data: []
      }
      points[i + '_' + j] = tmpPoint
    }
    tmpPoint.data.push(item)
  });

  for(let [key, tmpPoint] of Object.entries(points)) {
    tmpPoint.x =  tmpPoint.data.map(x => x.x).reduce((total,value)=>{
      return total + value;
    },0) / tmpPoint.data.length;
    tmpPoint.i = (tmpPoint.x % radius) > (0.5 * radius)? 1: -1
    tmpPoint.y =  tmpPoint.data.map(x => x.y).reduce((total,value)=>{
      return total + value;
    },0) / tmpPoint.data.length;
    tmpPoint.j = (tmpPoint.y % radius) > (0.5 * radius)? 1: -1
  }
  return points
}

4、小矩形之间的聚合

function _mergeSplit(sourceData ,radius) {
  for(let [key, tmpPoint] of Object.entries(sourceData)) {
    let attrs = key.split('_').map(x => parseInt(x))
    
    _mathMerge(tmpPoint, sourceData[ (attrs[0] + tmpPoint.i)+ '_' + attrs[1] ]) 
      || _mathMerge(tmpPoint, sourceData[ attrs[0] + '_' + (attrs[1] + tmpPoint.j) ])
      || _mathMerge(tmpPoint, sourceData[ (attrs[0] + tmpPoint.i)+ '_' + (attrs[1] + tmpPoint.j) ])
  }

  var resultData = []
  for(let [key, tmpPoint] of Object.entries(sourceData)) {
    if (!tmpPoint.isMath) {
      var lngLat =  _getLngLat(tmpPoint);
      resultData.push({
        count: tmpPoint.data.length, coordinates: [lngLat.lng,lngLat.lat]
      })
    }
  }

  return resultData

  function _mathMerge(point1, point2 ,radius) {
    if (point2 && !point2.isMath && Math.abs(point1.x - point2.x) < (0.5 * radius)) {
      var tmpData = [...point1.data,...point2.data]
      var x =  tmpData.map(x => x.x).reduce((total,value)=>{
        return total + value;
      },0) / tmpData.length;
      var y =  tmpData.map(x => x.y).reduce((total,value)=>{
        return total + value;
      },0) / tmpData.length;
      var i = (x % radius) > (0.5 * radius)? 1: -1
      var j = (y % radius) > (0.5 * radius)? 1: -1
      if (i === point1.i && j === point1.j) {
        point2.isMath = true;
        Object.assign(point1,{data: tmpData, x, y, i, j})
        return false;
      }else {
        Object.assign(point2,{data: tmpData, x, y, i, j})
        point1.isMath = true;
        return true;
      }
    }
    return false;
  }
}

5、墨卡托转经纬度

/**
 * 墨卡托转经纬度
 * @param poi 墨卡托
 * @returns {{}}
 * @private
 */
function _getLngLat(poi){
  var lnglat = {};
  lnglat.lng = poi.x/20037508.34*180;
  var mmy = poi.y/20037508.34*180;
  lnglat.lat = 180/Math.PI*(2*Math.atan(Math.exp(mmy*Math.PI/180))-Math.PI/2);
  return lnglat;
}

总结

最终效果
  • 点聚合算法要先将经纬度转换为坐标
  • 点聚合的聚合半径要设置合理,比如中国的长宽在5000公里级别,所以聚合半径最好大于1000米,小于100公里
  • 点聚合算法,数据量大的时候,可能时间比较长,可以考虑将计算结果放到redis或者文件系统中,用离线计算的方式

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