   
（１）考え方
等高線は，地形図等を表示する有力な方法です。
ここでは，等高線を描く簡便な方法について示します。
通常の数値地図等はメッシュデータで表現されます。
ここでは，
横Δx，縦Δｙの長方形の各辺にｈとなる点を見つけて，
線を引く方法を示します。
ただし，以下のように交点が３つあるような等高線の場合，
点線のように描くことになります。
（２）フォーム定義と実行例
次のようなフォームを定義しておきます。
提示するプログラムを実行すると，以下のような画面になります。
右上の「数値地図読込み」ボタンをクリックして，
国土地理院発行の５０ｍメッシュ数値地図（いわゆるMEMファイル）を
指定すると，例えば，次のように等高線が描かれます。
背景には，色地図を表示します。
（３）プログラムの説明
２次元の絵を描くことになります。
また，数値地図を読み込みます。
したがって，以下のusingを追加しておきます。
using System.Drawing.Drawing2D;
using System.IO;
データ領域は，次のように宣言します。
private int numX=201;
private int numY=201;
private double dx=1.0;
private double dy=1.0;
private double X0, Y0;
private string pbA;
private double Hstep;
private double[,] Z=new double[201,201];
private Matrix matrix=new Matrix();
private Image image;
ここで，matrixは，座標変換用のデータです。
補間のための関数は，以下のように記述することができます。
public double 補間(double H,
double
Z1, double Z2)
{
return ((H-Z1)/(Z2-Z1));
}
以下は，等高線を描くプログラムです。
public void Contour(Graphics g,
int j,
int k, double H)
{
double Z0=Z[j , k ]; double Z1=Z[j+1,
k ];
double Z2=Z[j+1, k+1]; double
Z3=Z[j
, k+1];
bool P01 = (Z0> H) ^ (Z1 >
H);
bool P12 = (Z1> H) ^ (Z2 >
H);
bool P23 = (Z2> H) ^ (Z3 >
H);
bool P30 = (Z3> H) ^ (Z0 >
H);
if( P01 || P12 || P23 || P30)
{
float x0=0; float y1=0; float
x2=0;
float y3=0;
Pen pen = new Pen(Color.Black,0.01F);
if(P01) x0 =(float)( dx*(((double)j)+補間(H,
Z0,Z1)));
if(P12) y1 =(float)( dy*(((double)k)+補間(H,
Z1,Z2)));
if(P23) x2 =(float)( dx*(((double)j)+補間(H,
Z3,Z2)));
if(P30) y3 =(float)( dy*(((double)k)+補間(H,
Z0,Z3)));
float yk =(float)(dy*(double)(k
));
float yk1=(float)(dy*(double)(k+1));
float xj =(float)(dx*(double)(j
));
float xj1=(float)(dx*(double)(j+1));
if(P01 && P12) g.DrawLine(pen,
x0 , yk , xj1, y1 );
if(P12 && P23) g.DrawLine(pen,
xj1, y1 , x2 , yk1);
if(P23 && P30) g.DrawLine(pen,
x2 , yk1, xj , y3 );
if(P30 && P01) g.DrawLine(pen,
xj , y3 , x0 , yk );
if(P01 && P23) g.DrawLine(pen,
x0 , yk , x2 , yk1);
if(P12 && P30) g.DrawLine(pen,
xj1, y1 , xj , y3 );
}
}
public void Contours(Graphics g, double
v1, double v2, double dv)
{
for(int j=0; j<numX-1; j++)
for(int k=0; k<numY-1;
k++)
for(double v=v1; v<=v2;
v +=dv) Contour(g,j,k,v);
}
以下は，色地図を表示します。
public void ColorMap(Graphics g, double
v1, double v2, double dv)
{
Color color;
float w =(float) dx;
float h =(float) dy;
double DD=(v2-v1)/20;
for(int j=0; j<numX-1;
j++)
for(int k=0; k<numY-1;
k++)
{
float x1 =(float)( dx*((double)(j)));
float y1 =(float)( dy*((double)(k)));
int ID=(int)((Z[j,k]-v1)/DD);
switch(ID)
{
case 0 : color=Color.FromArgb(
0, 63, 0); break;
case 1 : color=Color.FromArgb(
0, 95, 0); break;
case 2 : color=Color.FromArgb(
0,127, 0); break;
case 3 : color=Color.FromArgb(
0,159, 0); break;
case 4 : color=Color.FromArgb(
0,191, 0); break;
case 5 : color=Color.FromArgb(
0,223, 0); break;
case 6 : color=Color.FromArgb(
0,255, 0); break;
case 7 : color=Color.FromArgb(
31,255, 0); break;
case 8 : color=Color.FromArgb(
63,255, 0); break;
case 9 : color=Color.FromArgb(127,255,
0); break;
case 10 : color=Color.FromArgb(159,255,
0); break;
case 11 : color=Color.FromArgb(191,255,
0); break;
case 12 : color=Color.FromArgb(223,255,
0); break;
case 13 : color=Color.FromArgb(255,255,
0); break;
case 14 : color=Color.FromArgb(255,223,
0); break;
case 15 : color=Color.FromArgb(255,191,
0); break;
case 16 : color=Color.FromArgb(255,159,
0); break;
case 17 : color=Color.FromArgb(255,127,
0); break;
case 18 : color=Color.FromArgb(255,
63, 0); break;
case 19 : color=Color.FromArgb(255,
31, 0); break;
default: color=Color.FromArgb(255,
0, 0); break;
}
Brush brush = new SolidBrush(color);
g.FillRectangle(brush,x1,y1,w,h);
}
}
上記の色地図，等高線を呼び出して，imageに描画します。
public double minZ()
{
double R=Z[0,0];
for(int j=0; j<numX-1; j++)
for(int k=0; k<numY-1;
k++)
if(Z[j,k]<R) R=Z[j,k];
return R;
}
public double maxZ()
{
double R=Z[0,0];
for(int j=0; j<numX-1; j++)
for(int k=0; k<numY-1;
k++)
if(Z[j,k]>R) R=Z[j,k];
return R;
}
private void 描画()
{
image =new Bitmap(1000,1000);
Graphics g=Graphics.FromImage(image);
g.Clear(this.BackColor);
g.Transform=matrix;
double V1=minZ();
double V2=maxZ();
if(Math.Abs(V2-V1)<0.0000001)
V2=V1+1;
ColorMap(g, V1, V2, 0.1);
Contours(g, V1, V2, Hstep);
}
ウインドウの描画が必要になると，
ControlクラスのOnPaintメソッドが呼び出されますので，
これをオーバライドします。
protected override void OnPaint(PaintEventArgs
e)
{
base.OnPaint(e);
e.Graphics.DrawImage(image,0,0);
}
座標移動，スケールファクタなどの
座標変換マトリックスを設定します。
private void window(double X1,
double
Y1, double X2, double Y2)
{
double W=this.ClientSize.Width;
double H=this.ClientSize.Height;
float SX=(float)(W/(X2-X1));
float SY=(float)(H/(Y2-Y1));
matrix.Scale(SX,SY);
matrix.Translate(-(float)X1,-(float)Y1);
}
初期処理を行います。
便宜上，適当な値を設定して描画します。
private void Form1_Load(object
sender,
System.EventArgs e)
{
double XX=((double) numX)*0.5;
double YY=((double) numY)*0.5;
X0 = dx * XX; Y0= dy * YY;
double C = 0.02; //倍率
Hstep=double.Parse(textBox1.Text);
for(int i=0; i<numX; i++)
for(int j=0; j<numY;
j++)
{
double x=C*(((double)i)-XX);
double y=C*(((double)j)-YY);
Z[i,j]=(x-y)*Math.Exp(-(x*x+y*y))*5000;
}
window(-20,240,220,-50);
描画();
}
ボタンが押されたら，「ファイルを開く」ダイアログを表示します。
private void button1_Click(object
sender,
System.EventArgs e)
{
openFileDialog1.ShowDialog();
}
「開く」ボタンが押されたら，数値地図を読み込んで，描画します。
private string midStr(string DT,
int
ist,int N)
{
string S="";
int k=ist-1;
for(int i=1 ;i<=N;i++){S
= S +
DT[k]; k=k+1;}
return S;
}
private void openFileDialog1_FileOk
(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs
e)
{
StreamReader DTS;
int ii, pbII;
string FName=openFileDialog1.FileName;
if(FName == "") return;
DTS=new StreamReader(FName,System.Text.Encoding.Default);
pbA=DTS.ReadLine();
pbII=0;string DT=DTS.ReadLine();
while(DT !=null)
{
ii = 5;
for(int j=0;j<200;j++)
{
ii = ii + 5;
Z[pbII, j] = int.Parse(midStr(DT,
ii, 5));
}
DT=DTS.ReadLine();
pbII++;
}
DTS.Close();
描画();
this.Invalidate();
}
テキストが変更されたら，等高線間隔を変更します。
private void textBox1_TextChanged(object
sender, System.EventArgs e)
{
Hstep=double.Parse(textBox1.Text);
}
ボタン２が押されたら，描画しなおします。
private void button2_Click(object
sender,
System.EventArgs e)
{
描画();
this.Invalidate();
}
 1. 基本的なアルゴリズム
2. 基本的なデータ構造
3. 操作を伴うデータ構造
4. 探索
5. 再帰的アルゴリズム
6. ソート
7. 集合
8. 文字列処理
9. 色々なアルゴリズム
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