将带有房屋的地图转换为图形

Question

我很好奇地图软件（Google / Bing地图）如何将地图转换为后端的图形。

现在，如果我们在交叉点1和2之间添加房屋，那么图表将如何变化。地图软件如何跟踪房屋的位置？

它们是否为交叉点节点编制索引，并且还有较小的“子节点”（在这种情况下为1到2之间）？或者他们通过多层来做到这一点？因此，当用户输入家庭号码时，它查找家庭所在的位置（即家庭所在的顶点之间）。之后，他们只是在这两个节点之间应用最短路径算法，在开始和结束时，它们基本上使主节点转到其中一个主顶点。

有人可以详细解释一下这是如何运作的吗？最后，我想了解如何确定两条“家”（或“子节点”）的“地址”，确定最短路径。

Answer 1

我只能代表GraphHopper，而不是你提到的闭源服务;）

GraphHopper有节点（连接点）和边（这些连接点之间的连接），几乎就是草图的样子。这对于路由算法来说非常快，因为它避免了子节点的大量遍历开销。例如。在早期版本中，每次连接都不是直线时我们使用子节点（例如弯曲的街道），这个速度慢了8倍，所以我们避开那些“支柱”节点，只使用“塔”节点进行路由。

仍然需要处理两个问题：

• 如何处理从边缘开始的查询，例如门牌号码1？这是通过为每个查询引入虚拟节点（可以包含多个位置）来解决的，您还需要额外的虚拟边缘并隐藏一些真实边缘。在GraphHopper中，我们围绕原始图形（称为QueryGraph）创建一个轻量级的包装图，它处理所有这些。然后它就像Dijkstra或A *这样的每个'RoutingAlgorithm'的行为与普通'Graph'完全相同。当你在一个边缘有多个查询位置时，它也会变得有点毛茸茸，例如：对于具有多个通过点的路线。但我希望你能得到主要的想法。另一个想法是为两个源和两个目标进行路由，但是实际距离不是0，而是通常对第一个节点进行初始化。但这让我觉得路由算法更加复杂。
• 如前所述，交叉点之间的大多数连接都不是直的，您必须将此几何体存储在某处并使用它来绘制路线，但也要“将位置捕捉到最近的道路”，最后要做到实际路由。有关代码，请参阅LocationIndexTree。

关于有向图。 GraphHopper通过无向边存储图形，只需处理它就可以分别存储每个边缘和每个车辆的访问属性。因此，我们避免存储两个有向边及其所有属性（名称/几何/ ...），并使用例可能“单向用于汽车和双向自行车”等。它还允许在反方向上移动边缘对某些算法很重要，例如双向Dijkstra。如果图形将用于对访问属性进行建模，则无法进行此操作。

关于“几乎就是你的草图的样子”：节点1,3,7和8不存在，因为它们是“支柱”节点。相反，他们只会“存在”边缘的几何形状。

Answer 2

要表示道路网络的连通性，您希望定向道路段为图形节点，交叉点为有向边线的集合。如果你可以沿X行驶然后转向或继续在Y上，则从X到Y有一个有向边。

请考虑以下示例。

a====b====c
     |   
     | <--one way street, down
     |
     d

此图片的示例连接图如下所示。

• 节点

  ab
  ba
  bc
  cb
  bd
  

• 边

  ab -> bc
  ab -> bd
  cb -> ba
  cb -> bd
  

请注意，这会对以下信息进行编码：

• 交叉路口不允许掉头，
  因为省略了边ab -> ba和cb -> bc。

• 当从右边行驶时，允许左转弯进入垂直道路，
  因为包含了边cb -> bd。

通过这种表示，每个节点（有向道路段）都具有沿其跨度的所有地址作为属性，每个地址沿着有向道路段标记一定距离。