Java编程实现轨迹压缩算法开放窗口实例代码

import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Point;import java.awt.Toolkit;import java.io.BufferedReader;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.io.RandomAccessFile;import java.text.DecimalFormat;import java.util.ArrayList;import java.util.Iterator;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JPanel;public class TrajectoryCom {	public static void main(String[] args) throws Exception{		//阈值定义		double maxDistanceError = 30;		/*  * 文件读取  * */		//存放从文件读取的位置点的信息列表		ArrayList<enpoint> ENPList = new ArrayList<enpoint>();		//源数据文件的地址 建立文件对象		//这里是需要更改的地方 改你源文件的存放地址 记住如果地址中含"/",记得再加一个"/"，原因"/"是转义符号 		//这里可以写成C:/Users/Administrator/Desktop/11.6/2007-10-14-GPS.log		File sourceFile = new File("./2007-10-14-GPS.log");		//调用文件读取函数 读取文件数据		ENPList = getENPointFromFile(sourceFile);		//这里是测试 有没有读到里面 看看列表里的数据个数 交作业的时候记得注释掉		System.out.println(ENPList.size());		/*  * 数据处理  * 方法：开放窗口轨迹压缩法  * */		//存放目标点的集合		ArrayList<enpoint> rePointList = new ArrayList<enpoint>();		rePointList = openWindowTra(ENPList,maxDistanceError);		System.out.println(rePointList.size());		/*  * 写入目标文件  * */		File targetFile = new File("./2007-10-14-GPSResult.log");		writeTestPointToFile(targetFile,rePointList);		/*  * 压缩率计算  */		double cpL = (double)rePointList.size() / (double)ENPList.size() * 100;		DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.000000");		System.out.println("压缩率："+ df.format(cpL) + "%");		/*  * 计算平均距离误差  * */		double aveDisErr = getMeanDistError(ENPList,rePointList);		System.out.println(aveDisErr);		/*  * 画线形成对比图  * */		//generateImage(ENPList,rePointList);	}	/* * 从提供的文件信息里提取位置点 * 并将每个点的坐标数值调用转换函数存到列表里 * 函数返回一个 存放所有位置点 的集合 */	public static ArrayList<enpoint> getENPointFromFile(File fGPS)throws Exception{		ArrayList<enpoint> pGPSArray = new ArrayList<enpoint>();		if(fGPS.exists()&&fGPS.isFile()){			InputStreamReader read = new InputStreamReader(new FileInputStream(fGPS));			//输入流初始化			BufferedReader bReader = new BufferedReader(read);			//缓存读取初始化			String str;			String[] strGPS;			int i = 0;			while((str = bReader.readLine())!=null){				//每次读一行				strGPS = str.split(" ");				ENPoint p = new ENPoint();				p.id = i;				i++;				p.pe = (dfTodu(strGPS[3]));				p.pn = (dfTodu(strGPS[5]));				pGPSArray.add(p);			}			bReader.close();		}		return pGPSArray;	}	/** * 函数功能：将原始经纬度坐标数据转换成度 * 获取的经纬度数据为一个字符串 */	public static double dfTodu(String str){		int indexD = str.indexOf('.');		//获取 . 字符所在的位置		String strM = str.substring(0,indexD-2);		//整数部分		String strN = str.substring(indexD-2);		//小数部分		double d = double.parsedouble(strM)+double.parsedouble(strN)/60;		return d;	}	/* * 开放窗口方法实现 * 返回一个压缩后的位置列表 * 列表每条数据存放ID、点的坐标 *  * 算法描述： * 初始点和浮动点计算出投影点，判断投影点和轨迹点的距离与阈值 若存在距离大于阈值  * 则初始点放入targetList，浮动点向前检索一点作为新的初始点,新的初始点向后检索第二个作为新的浮动点 这里存在判断 即新的初始点位置+1是不是等于列表长度 这里决定了浮动点的选取 * 如此处理至终点 * */	public static ArrayList<enpoint> openWindowTra(ArrayList<enpoint> sourceList,double maxDis){		ArrayList<enpoint> targetList = new ArrayList<enpoint>();		//定义初始点位置 最开始初始点位置为0 		int startPoint = 0;		//定义浮动点位置 最开始初始点位置2		int floatPoint = 2;		//定义当前轨迹点位置 最开始初始点位置为1		int nowPoint = 1;		int len = sourceList.size();		//存放所有窗口内的点的信息集合 		ArrayList<enpoint> listPoint = new ArrayList<enpoint>();		listPoint.add(sourceList.get(nowPoint));		//浮动点位置决定循环		while(true){			//标志 用来控制判断是否进行窗口内轨迹点更新			Boolean flag = false;			//计算并判断窗口内所有点和投影点的距离是否大于阈值			for (ENPoint point:listPoint){				double disOfTwo = getDistance(sourceList.get(startPoint),sourceList.get(floatPoint),point);				if(disOfTwo >= 30){					flag = true;					break;				}			}			if(flag){				//窗口内点距离都大于阈值				//初始点加到目标列表				targetList.add(sourceList.get(startPoint));				//初始点变化				startPoint = floatPoint - 1;				//浮动点变化				floatPoint += 1;				if(floatPoint >= len){					targetList.add(sourceList.get(floatPoint-1));					break;				}				//窗口内点变化				listPoint.clear();				//System.out.println(listPoint.size());				listPoint.add(sourceList.get(startPoint+1));			} else{				//距离小于阈值的情况				//初始点不变				//当前窗口集合加入当前浮动点				listPoint.add(sourceList.get(floatPoint));				//浮动点后移一位				floatPoint += 1;				//如果浮动点是终点 且当前窗口点距离都小于阈值 就直接忽略窗口点 直接将终点加入目标点集合				if(floatPoint >= len){					targetList.add(sourceList.get(startPoint));					targetList.add(sourceList.get(floatPoint-1));					break;				}			}			flag = false;		}		return targetList;	}	/*计算投影点到轨迹点的距离 * 入口是初始点A、浮动点B、当前轨迹点C * 三角形面积公式 */	public static double getDistance(ENPoint A,ENPoint B,ENPoint C){		double distance = 0;		double a = Math.abs(geoDist(A,B));		double b = Math.abs(geoDist(B,C));		double c = Math.abs(geoDist(A,C));		double p = (a + b + c)/2.0;		double s = Math.sqrt(p * (p-a) * (p-b) * (p-c));		distance = s * 2.0 / a;		return distance;	}	/* * ArrayList 拷贝函数 * */	/*提供的函数 * 其中计算距离的函数 经过改造得到下面的距离计算方法 * 具体是怎么计算距离的 我也没研究了 * */	public static double geoDist(ENPoint pA,ENPoint pB){		double radLat1 = Rad(pA.pn);		double radLat2 = Rad(pB.pn);		double delta_lon = Rad(pB.pe - pA.pe);		double top_1 = Math.cos(radLat2) * Math.sin(delta_lon);		double top_2 = Math.cos(radLat1) * Math.sin(radLat2) - Math.sin(radLat1) * Math.cos(radLat2) * Math.cos(delta_lon);		double top = Math.sqrt(top_1 * top_1 + top_2 * top_2);		double bottom = Math.sin(radLat1) * Math.sin(radLat2) + Math.cos(radLat1) * Math.cos(radLat2) * Math.cos(delta_lon);		double delta_sigma = Math.atan2(top, bottom);		double distance = delta_sigma * 6378137.0;		return distance;	}	public static double Rad(double d){		return d * Math.PI / 180.0;	}	/* * 将压缩后的位置点信息写入到文件中 * */	public static void writeTestPointToFile(File outGPSFile,ArrayList<enpoint> pGPSPointFilter)throws Exception{		Iterator<enpoint> iFilter = pGPSPointFilter.iterator();		RandomAccessFile rFilter = new RandomAccessFile(outGPSFile,"rw");		while(iFilter.hasNext()){			ENPoint p = iFilter.next();			String sFilter = p.getResultString();			byte[] bFilter = sFilter.getBytes();			rFilter.write(bFilter);		}		rFilter.close();	}	/** * 函数功能：求平均距离误差 * 返回平均距离 */	public static double getMeanDistError(ArrayList<enpoint> pGPSArray,ArrayList<enpoint> pGPSArrayRe){		double sumDist = 0.0;		for (int i=1;i<pgpsarrayre.size();i++){			double="" end="pGPSArrayRe.get(i).id;" int="" j="start+1;j<end;j++){" meandist="sumDist/(pGPSArray.size());" pre="" return="" start="pGPSArrayRe.get(i-1).id;" sumdist=""><pre class="brush:java;">import java.text.DecimalFormat;			public class ENPoint implements Comparable<enpoint>{			 public int id;			//点ID			public double pe;			//经度			public double pn;			//维度			public ENPoint(){			}			//空构造函数			public String toString(){				return this.id+"#"+this.pn+","+this.pe;			}			public String getResultString(){				DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.000000");				return this.id+"#"+df.format(this.pe)+","+df.format(this.pn)+" /n";			}			@Override			 public int compareTo(ENPoint other) {				if(this.id<other.id) else="" return="" this.id="">other.id) return 1; else				  return 0;			}		}