Subversion Repositories mkgmap

Rev

Rev 3258 | Blame | Compare with Previous | Last modification | View Log | RSS feed

/*
 * Copyright (C) 2008 Steve Ratcliffe
 *
 *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 *  it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 *  published by the Free Software Foundation.
 *
 *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *  GNU General Public License for more details.
 *
 *
 * Author: Robert Vollmert
 * Create date: 02-Dec-2008
 */

package uk.me.parabola.imgfmt.app.net;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import uk.me.parabola.imgfmt.app.Area;
import uk.me.parabola.imgfmt.app.Coord;
import uk.me.parabola.log.Logger;

/**
 * This is a component of the RoadNetwork.
 *
 * Keeps track of outside neighbours and allows subdivision
 * to satisfy NOD1 constraints.
 *
 * The approach to subdivision is to tile the map into RouteCenters.
 * One could imagine that overlapping RouteCenters would be an option,
 * say by splitting largely independent networks (motorways, footways).
 *
 * Could be rolled into RouteCenter.
 */

public class NOD1Part {
        private static final Logger log = Logger.getLogger(NOD1Part.class);

        /*
         * Constraints:
         *
         * 1. Nodes section smaller than about 0x4000, which gives
         *    a bound on the number of nodes.  
         * 2. At most 0x100 entries in Table A. This gives a bound
         *    on the number of (forward) arcs meeting this
         *    RouteCenter.
         * 3. At most 0x40 entries in Table B. This gives a bound
         *    on the number of neighboring nodes.
         * 4. Absolute values of coordinate offsets at most 0x8000,
         *    which translates to about 0.7 degrees, so bounding
         *    box should be at most 1.4 x 1.4 degrees assuming
         *    the reference is in the middle. (With small offsets,
         *    this would be 0.08 x 0.08 degrees.)
         * 5. Absolute values of relative NOD1 offsets at most
         *    0x2000, which limits the nodes section to 0x2000
         *    unless we take care to order the nodes nicely.
         * 6. Distance between nodes and start of tables must
         *    fit in a char for writing Table C. So nodes
         *    section smaller than 0x10000.
         */


        // maximal width and height of the bounding box, since
        // NOD 1 coordinate offsets are at most 16 bit wide.
        private static final int MAX_SIZE_UNSAFE = 1 << 16;
//      private static final int MAX_SIZE = MAX_SIZE_UNSAFE / 2;
        private static final int MAX_SIZE = MAX_SIZE_UNSAFE - 0x800;

        // Table A has at most 0x100 entries
        private static final int MAX_TABA_UNSAFE = 0x100;
//      private static final int MAX_TABA = MAX_TABA_UNSAFE / 2;
        private static final int MAX_TABA = MAX_TABA_UNSAFE - 0x8;

        // Table B has at most 0x100 entries
        private static final int MAX_TABB_UNSAFE = 0x100;
//      private static final int MAX_TABB = MAX_TABB_UNSAFE / 2;
        private static final int MAX_TABB = MAX_TABB_UNSAFE - 0x2;

        // Nodes size is max 0x2000 to cope with signed 14 bit node offsets
        private static final int MAX_NODES_SIZE = 0x2000;
        private int nodesSize;

        public class BBox {
                int maxLat, minLat, maxLon, minLon;
                boolean empty;

                BBox() {
                        empty = true;
                }

                BBox(Coord co) {
                        empty = false;
                        int lat = co.getLatitude();
                        int lon = co.getLongitude();
                        minLat = lat;
                        maxLat = lat+1;
                        minLon = lon;
                        maxLon = lon+1;
                }

                BBox(int minLat, int maxLat, int minLon, int maxLon) {
                        empty = false;
                        this.minLat = minLat;
                        this.maxLat = maxLat;
                        this.minLon = minLon;
                        this.maxLon = maxLon;
                }

            Area toArea() {
                        return new Area(minLat, minLon, maxLat, maxLon);
                }

                boolean contains(BBox bbox) {
                        return minLat <= bbox.minLat && bbox.maxLat <= maxLat
                                && minLon <= bbox.minLon && bbox.maxLon <= maxLon;
                }
       
                boolean contains(Coord co) {
                        return contains(new BBox(co));
                }

                void extend(BBox bbox) {
                        if (bbox.empty)
                                return;
                        if (empty) {
                                empty = false;
                                minLat = bbox.minLat;
                                maxLat = bbox.maxLat;
                                minLon = bbox.minLon;
                                maxLon = bbox.maxLon;
                        } else {
                                minLat = Math.min(minLat, bbox.minLat);
                                maxLat = Math.max(maxLat, bbox.maxLat);
                                minLon = Math.min(minLon, bbox.minLon);
                                maxLon = Math.max(maxLon, bbox.maxLon);
                        }
                }

                void extend(Coord co) {
                        extend(new BBox(co));
                }

                BBox[] splitLat() {
                        BBox[] ret = new BBox[2];
                        int midLat = (minLat + maxLat) / 2;
                        ret[0] = new BBox(minLat, midLat, minLon, maxLon);
                        ret[1] = new BBox(midLat, maxLat, minLon, maxLon);
                        return ret;
                }

                BBox[] splitLon() {
                        BBox[] ret = new BBox[2];
                        int midLon = (minLon + maxLon) / 2;
                        ret[0] = new BBox(minLat, maxLat, minLon, midLon);
                        ret[1] = new BBox(minLat, maxLat, midLon, maxLon);
                        return ret;
                }

                int getWidth() {
                        return maxLon - minLon;
                }

                int getHeight() {
                        return maxLat - minLat;
                }

                int getMaxDimension() {
                        return Math.max(getWidth(), getHeight());
                }

                public String toString() {
                        return "BBox[" + new Coord(minLat,minLon).toDegreeString()
                                + ", " + new Coord(maxLat,maxLon).toDegreeString() + "]";
                }
        }

        // The area we are supposed to cover.
        private final BBox bbox;
        // The area that actually has nodes.
        private final BBox bboxActual = new BBox();

        private List<RouteNode> nodes = new ArrayList<RouteNode>();
        private TableA tabA = new TableA();
        private Map<RouteNode,RouteNode> destNodes = new LinkedHashMap<RouteNode, RouteNode>();

        /**
         * Create an unbounded NOD1Part.
         *
         * All nodes will be accepted by addNode and
         * all arcs will be considered internal.
         */

        public NOD1Part() {
                log.info("creating new unbounded NOD1Part");
                this.bbox = null;
        }

        /**
         * Create a bounded NOD1Part.
         *
         * The bounding box is used to decide which arcs
         * are internal.
         */

        private NOD1Part(BBox bbox) {
                log.info("creating new NOD1Part:", bbox);
                this.bbox = bbox;
        }

        /**
         * Add a node to this part.
         *
         * The node is used to populate the tables. If an
         * arc points outside the bbox, we know it's not
         * an internal arc. It might still turn into an
         * external arc at a deeper level of recursion.
         */

        public void addNode(RouteNode node) {
                assert bbox == null || bbox.contains(node.getCoord())
                        : "trying to add out-of-bounds node: " + node;

                bboxActual.extend(node.getCoord());
                nodes.add(node);
                for (RouteArc arc : node.arcsIteration()) {
                        tabA.addArc(arc);
                        RouteNode dest = arc.getDest();
                        if (arc.isInternal() == false){
                                destNodes.put(dest, dest);
                        }
                        else if (bbox != null && !bbox.contains(dest.getCoord()) || dest.getGroup() != node.getGroup()) {
                                arc.setInternal(false);
                                destNodes.put(dest, dest);
                        }
                }
               
                for (RouteRestriction rr: node.getRestrictions()){
                        List<RouteArc> arcs = rr.getArcs();
                        if (arcs.size() >= 3){
                                for (int i = 0; i < arcs.size(); i++){
                                        RouteArc arc = arcs.get(i);
                                        if (arc.getSource() != node){
                                                tabA.addArc(arc);
                                                RouteNode dest = arc.getDest();
                                                if (arc.isInternal() == false)
                                                        destNodes.put(dest, dest);
                                                else if (bbox != null && !bbox.contains(dest.getCoord()) || dest.getGroup() != node.getGroup()) {
                                                        arc.setInternal(false);
                                                        destNodes.put(dest, dest);
                                                }
                                        }
                                }
                        }
                }
               
                nodesSize += node.boundSize();
        }

        /**
         * Subdivide this part recursively until it satisfies the constraints.
         */

        public List<RouteCenter> subdivide() {
                return subdivideHelper(0);
        }

        /**
         * Subdivide this part recursively until it satisfies the constraints.
         */

        protected List<RouteCenter> subdivideHelper(int depth) {
                List<RouteCenter> centers = new LinkedList<RouteCenter>();

                if (satisfiesConstraints()) {
                        centers.add(this.toRouteCenter());
                        return centers;
                }

                if(depth > 48) {
                        log.error("Region contains too many nodes/arcs (discarding " + nodes.size() + " nodes to be able to continue)");
                        log.error("  Expect the routing to be broken near " + bbox);
                        for (RouteNode node : nodes)
                                node.discard();
                        return centers;
                }

                log.info("subdividing", bbox, bboxActual);
                BBox[] split ;
                if (bboxActual.getWidth() > bboxActual.getHeight())
                        split = bboxActual.splitLon();
                else
                        split = bboxActual.splitLat();

                NOD1Part[] parts = new NOD1Part[2];

                for (int i = 0; i < split.length; i++)
                        parts[i] = new NOD1Part(split[i]);
               
               
                for (RouteNode node : nodes) {
                        int i = 0;
                        while (!split[i].contains(node.getCoord()))
                                i++;
                        parts[i].addNode(node);
                }
                this.tabA = null;
                this.destNodes = null;
                this.nodes = null;
                for (NOD1Part part : parts)
                        if(!part.bboxActual.empty)
                                centers.addAll(part.subdivideHelper(depth + 1));

                return centers;
        }

        private boolean satisfiesConstraints() {
                log.debug("constraints:", bboxActual, tabA.size(), destNodes.size(), nodesSize);
                return bboxActual.getMaxDimension() < MAX_SIZE
                        && tabA.size() < MAX_TABA
                        && destNodes.size() < MAX_TABB
                        && nodesSize < MAX_NODES_SIZE;
        }

        /**
         * Convert to a RouteCenter.
         *
         * satisfiesConstraints() should be true for this to
         * be a legal RouteCenter.
         */

        private RouteCenter toRouteCenter() {
                Collections.sort(nodes, new Comparator<RouteNode>() {
                        public int compare(RouteNode n1, RouteNode n2) {
                                return n1.getCoord().compareTo(n2.getCoord());
                        }
                });
                TableB tabB = new TableB();
                for (RouteNode rn : destNodes.keySet())
                        tabB.addNode(rn);
                return new RouteCenter(bboxActual.toArea(), nodes, tabA, tabB);
        }
}