一种以等高线为特征线的不规则三角网的生成方法.pdfVIP

第 3期 矿 山 测 量 No．3 2012年 6月 MJNE SURVEYING Jun．2012 doi：10．3969／j．1ssn．1001—358X．2012．03．003 一 种 以等高线为特征线的不规则三角网的生成方法 刘庆元 ，易柳城 ，刘 莉 (中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083) 摘要 ：文 中比较 了传统的几种三角网的生成算法，并对它们的优缺点加 以讨论 ，然后在此基础上采用 改进的凸包算法建立等高线离散数据点的无约束三角网，最后提 出了基 于影响域的对角线交换循环 算法 以及加入特征 点的方法来消除平三角形，生成描述地形更为准确的不规则三角网 (TIN)。 关键词 ：不规则三角网；等高线 ；平三角形 ；对 角线 中图分类号 ：P20 文献标识码：B 文章编号：1001—358X(2012)03—0013—03 由于不规则三角 网具有保持地形特征 的优点， 我们在表达地表地形的时候又希望更 多的保留其实 际的地形特征，所 以在地形建模 中通常利用三角网 来建立地表模型。等高线数据是生成不规则三角网 图 1 区域边 界构 成 的影 响 多边 形 (TIN)的主要数据源之一 ，目前 由等高线生成不规则 R，AB将 R分为两部分，上面一部分为 R。，下面部分 三角网的方法主要分为以下三种 ：①等高线离散点 为 R 。 直接生成算法；②加入特征点的自动优化算法；③以 等高线为特征约束 的特征线法 。第一种方法只是单 2 基于等高线的约束特征的不规则三角网算法 独 的考虑了数据 中的每一个独立点 ，没有考虑等高 在 由等高线数据生成不规则三角 网的过程 中， 线之间的约束条件 ，生成 的数字高程模 型 (DEM)就 为 了提高其生成效率 ，分两部分完成。首先 ，将等高 不能真实的反映地表形态 ，存在地表失真 ，主要表现 线数据离散化成数据点 ，在数据点足够 多的情况下 为两种情况 ：a．三角形 的边穿越等高线 ；b．会生成 可 以采用 Dougalas—Peucker算法对数据 点进行压 平三角形 。平三角形是三个高程值相等 的特征点所 缩 ，尽量减少不必要 的点，这样可以提高运行速度 ； 构成的三角形 ，它不 能准确 的表达地形特征。而平 然后再应用嵌入等高线约束的基于影响域 的对角线 三角形产生的原因也是 由于在地性线区域缺少必需 交换循环算法 ，加入等高线约束边 ，生成 以等高线为 的特征点。第二种方法主要是在等高线离散点构建 约束特征的不规则三角网。 TIN的基础上加入地形特征 点，以此来消除平三角 2．1 凸包算法建立等高线离散数据 点的无约束三 形 。第三种方法即将等高线看作是约束线或者结构 角 网 线引入到 TIN的生成过程中，防止三角形的边穿越 该算法的主要思想是 ：生成包含等高线离散数 等高线 ，从而起到一个线特征约束 的作用。为了消 据点的外围凸包 ，然后在凸包 内逐点插值 ，以凸包为 除平三角形可以更好 的表达地形特征 ，本文提 出了 边界生成初始三角网，在构网过程 中为 了保持精度 ， 影响域的对角线交换循环算法 以及加入特征点的方 采用 LOP算法进行优化 ，以确保生成 的三角 网为 法来优化不规则三角网的生成。 Delaunay三角网。这里需要 考虑 的一个 问题 ：离散 1 影响域及相关的几个概念 数据点本身存在的结构 问题 ，某些点的连线 (如边