下面是一个基于 Dijkstra 算法的实现方案，能够在 DEM（数字高程模型）数据上进行寻路，并满足以下需求：
使用 Qt C++ 编写；
规避 DEM 中的障碍物；
支持指定起点和终点；
使用 GDAL 库读取 DEM 文件；
输出路径到 TXT 文件；
输出的坐标为地理坐标（例如经纬度），而不是像素坐标。
前置条件
GDAL 库：确保你的开发环境已经安装了 GDAL 库，并在 Qt 项目中正确配置了 GDAL 库路径。
Qt 环境：确保已经安装 Qt 并配置开发环境。
实现步骤
- 初始化项目并引入 GDAL
在 Qt 项目的 .pro 文件中引入 GDAL 库和必要的标志：
QT += core
CONFIG += c++11
LIBS += -lgdal
2. 代码实现
下面是实现该功能的代码。
#include <QCoreApplication>
#include <gdal_priv.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <fstream>struct Node {int x, y;double cost;bool operator>(const Node& other) const { return cost > other.cost; }
};class DEMPathFinder {
public:DEMPathFinder(const std::string &demPath);bool findPath(double startLon, double startLat, double endLon, double endLat, const std::string &outputPath);private:double geoTransform[6];int width, height;std::vector<std::vector<double>> elevationData;std::vector<std::vector<bool>> obstacles;bool loadDEM(const std::string &demPath);bool isValid(int x, int y);double calculateCost(int x, int y, int nx, int ny);void pixelToGeo(int x, int y, double &lon, double &lat);void geoToPixel(double lon, double lat, int &x, int &y);
};DEMPathFinder::DEMPathFinder(const std::string &demPath) {GDALAllRegister();loadDEM(demPath);
}bool DEMPathFinder::loadDEM(const std::string &demPath) {GDALDataset *dataset = (GDALDataset*) GDALOpen(demPath.c_str(), GA_ReadOnly);if (dataset == nullptr) return false;dataset->GetGeoTransform(geoTransform);width = dataset->GetRasterXSize();height = dataset->GetRasterYSize();elevationData.resize(height, std::vector<double>(width));obstacles.resize(height, std::vector<bool>(width, false));GDALRasterBand *band = dataset->GetRasterBand(1);for (int y = 0; y < height; ++y) {band->RasterIO(GF_Read, 0, y, width, 1, elevationData[y].data(), width, 1, GDT_Float64, 0, 0);for (int x = 0; x < width; ++x) {if (elevationData[y][x] == -9999) { // 假设 -9999 表示障碍物obstacles[y][x] = true;}}}GDALClose(dataset);return true;
}bool DEMPathFinder::isValid(int x, int y) {return x >= 0 && x < width && y >= 0 && y < height && !obstacles[y][x];
}double DEMPathFinder::calculateCost(int x, int y, int nx, int ny) {return 1.0 + std::abs(elevationData[ny][nx] - elevationData[y][x]);
}void DEMPathFinder::pixelToGeo(int x, int y, double &lon, double &lat) {lon = geoTransform[0] + x * geoTransform[1] + y * geoTransform[2];lat = geoTransform[3] + x * geoTransform[4] + y * geoTransform[5];
}void DEMPathFinder::geoToPixel(double lon, double lat, int &x, int &y) {x = static_cast<int>((lon - geoTransform[0]) / geoTransform[1]);y = static_cast<int>((lat - geoTransform[3]) / geoTransform[5]);
}bool DEMPathFinder::findPath(double startLon, double startLat, double endLon, double endLat, const std::string &outputPath) {int startX, startY, endX, endY;geoToPixel(startLon, startLat, startX, startY);geoToPixel(endLon, endLat, endX, endY);std::priority_queue<Node, std::vector<Node>, std::greater<Node>> pq;std::vector<std::vector<double>> dist(height, std::vector<double>(width, std::numeric_limits<double>::infinity()));std::vector<std::vector<std::pair<int, int>>> prev(height, std::vector<std::pair<int, int>>(width, {-1, -1}));pq.push({startX, startY, 0});dist[startY][startX] = 0;int dx[] = {1, -1, 0, 0};int dy[] = {0, 0, 1, -1};while (!pq.empty()) {Node node = pq.top(); pq.pop();if (node.x == endX && node.y == endY) break;for (int i = 0; i < 4; ++i) {int nx = node.x + dx[i];int ny = node.y + dy[i];if (isValid(nx, ny)) {double newCost = node.cost + calculateCost(node.x, node.y, nx, ny);if (newCost < dist[ny][nx]) {dist[ny][nx] = newCost;pq.push({nx, ny, newCost});prev[ny][nx] = {node.x, node.y};}}}}std::vector<std::pair<double, double>> path;for (int x = endX, y = endY; x != -1 && y != -1; ) {double lon, lat;pixelToGeo(x, y, lon, lat);path.push_back({lon, lat});auto [px, py] = prev[y][x];x = px;y = py;}std::ofstream outFile(outputPath);for (auto it = path.rbegin(); it != path.rend(); ++it) {outFile << it->first << ", " << it->second << std::endl;}return !path.empty();
}int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication app(argc, argv);DEMPathFinder pathFinder("path/to/your/dem/file.tif");if (pathFinder.findPath(102.0, 25.0, 103.0, 26.0, "output_path.txt")) {std::cout << "Path found and saved to output_path.txt" << std::endl;} else {std::cout << "Path not found" << std::endl;}return app.exec();
}代码说明
加载 DEM 文件：使用 GDAL 加载 DEM 文件，并获取像素坐标到地理坐标的转换参数。
障碍物检测：假设 DEM 数据中的 -9999 表示障碍物，可根据需要修改。
Dijkstra 算法：使用优先队列进行路径搜索，寻找代价最低的路径。
地理坐标转换：实现了像素坐标和地理坐标的转换。
输出路径：将路径的地理坐标保存到 txt 文件中。
注意事项
将 “path/to/your/dem/file.tif” 替换为你的 DEM 文件路径；
GDAL 安装和库链接应配置正确，否则可能出现加载失败的情况。
这段代码可以在 DEM 数据上寻找到避开障碍物的最优路径，并输出路径的地理坐标。
