基于三角网格模型的剖面轮廓信息提取

为获得三角网格模型的剖面轮廓信息,提出分层切片和邻接排序算法。首先将模型中的三角形面片在剖切方向上分组;然后计算每一组三角形和剖切平面的交线,并按邻接顺序将交线按首尾顺序连接;最后对每一层非封闭的轮廓线进行封闭处理,并计算剖面面积。试验结果表明,该算法高效简单,能够有效地获得封闭的剖面轮廓环。     

基于六边形网格的球面Voronoi图生成算法

利用二十面体施奈德等积多面体投影构建了球面多分辨率六边形层次网格;通过边界四元组将六边形单元分解到四元三角形及其子单元中处理;利用改进的四元三角网编码方案建立了网格的数字空间、单元层次编码模型和不同实体在球面上的表达方法。在此基础上,提出了球面Voronoi图的生成算法。实验结果表明该算法与现有算法相比具有更高精度。     

基于六边形网格的球面Voronoi图生成算法

利用二十面体施奈德等积多面体投影构建了球面多分辨率六边形层次网格;通过边界四元组将六边形单元分解到四元三角形及其子单元中处理;利用改进的四元三角网编码方案建立了网格的数字空间、单元层次编码模型和不同实体在球面上的表达方法.在此基础上,提出了球面Voronoi图的生成算法.实验结果表明该算法与现有算法相比具有更高精度.     

三维场景地面坐标拾取的射线投影算法

简述了虚拟三维场景中对象拾取及地面坐标拾取的基本原理,分析了实时地面坐标拾取的研究背景和现状;提出了基于射线投影的地面坐标拾取算法。该算法利用射线在水平面的投影确定可能与之相交的三角形集合,从而将线面求交的搜索空间由二维降至一维,使算法的时间复杂度由基本方法的O(n2)降至O(n)。基于Direct3D和VC++开发了相应试验系统,验证了该算法的正确性和效率。     

三角网求交的共形几何代数算法

针对传统三角网求交计算方法逻辑结构复杂,维度上不统一等不足,本文基于几何代数理论,从对象表达、关系运算相统一的角度,构建了基于meet算子的自适应三角网求交算法。利用共形几何代数中与Grassmann分级结构一致的对象外积表达,建立了三角网的几何代数表达;基于meet算子构建空间三角网求交算法,探讨了该算法对几何对象及维度的自适应性;最后基于南极冰盖模拟数据对上述算法进行案例验证。结果显示,本文算法可以很好的支撑三角网的求交运算,在简化了算法结构的同时提升了算法的多维适用性,可为基于几何代数的多维融合空间分析算法构建提供借鉴。     

一种通用球面等积离散网格生成算法

球面离散网格模型是管理海量数据的有效途径,如何构建球面网格是这类模型的基础问题.文中利用Snyder等积多面体投影建立了平面与球面的对应关系,设计了球面等积三角形和四边形离散网格的生成算法.结合实验分析了两种网格的最大/最小边长比和单元周长均方差两项指标,结果表明全部网格的指标均收敛,适合用作多分辨率地理空间信息的管理.     

一种通用球面等积离散网格生成算法

球面离散网格模型是管理海量数据的有效途径,如何构建球面网格是这类模型的基础问题.文中利用Snyder等积多面体投影建立了平面与球面的对应关系,设计了球面等积三角形和四边形离散网格的生成算法.结合实验分析了两种网格的最大/最小边长比和单元周长均方差两项指标,结果表明全部网格的指标均收敛,适合用作多分辨率地理空间信息的管理.     

一种新的球面三角投影:等角比投影(EARP)

设计一种面向球面三角形的新的投影--等角比投影(Equal Angle Ratio Projection,EARP),该投影包括平行以及同轴两种模式,支持正六面体、正八面体、正二十面体等柏拉图立体(Plato Polvhedron)[1～3]以及任意Voronoi球面三角剖分.可以选择任意形状的投影平面三角,投影坐标由球面弧角度与特征球面弧角度之比决定,弧线族上的均分点与2维投影面上均匀分布的三角网格顶点相对应.本文给出了该模型正八面体以及正二十面体(EARPIH)的具体方程式的求解,证明了基于QTM的GoodChild[4]和Otoo[5 ]的离散投影方程是该投影的两种特例,并探讨了面积比性质,发现EARPIH投影的面积比变动范围相对狭小.支持该投影的球面剖分模型的地理坐标与球面三角格网之间的坐标转换可转换为均分三角网格的计算问题.     

利用曲面求交提取低潮线的方法

针对当前常用的低潮线提取方法不能适应较大区域范围的现状,提出一种基于曲面求交的低潮线提取方法。首先,在顾及潮滩带状分布特点的基础上,采用单向分区策略构建潮滩数字高程模型;然后,综合利用验潮站和网格潮汐模型计算的低潮面值,采用TCARI (the tidal constituent and residual interpolation)方法,构建曲面形态（连续无缝）的沿岸低潮面模型;最后,对所构的两个模型进行曲面求交,提取沿岸低潮线。试验结果表明,当提取低潮线的区域较大时,所提方法能明显提高低潮线的提取精度。     

基于弱对偶的平面三角形格网离散线转化生成算法

矢量数据是地球空间数据的重要组成部分,数据离散化是其与栅格数据进行同构处理的重要环节,其中离散线的生成是基本问题。针对三角形格网离散线生成算法的不足,提出了借助弱对偶六边形格网,建立等效三角形格网离散线数学模型,并通过降维方式求解的研究方法。首先,根据三角形格网与六边形格网之间的弱对偶关系,基于六边形格网建立等价的三角形格网离散线模型;然后,利用降维思想将二维离散线模型等价变换为一维闭合路径求解;最后,设计并实现了平面三角形格网离散线转化生成算法。将该算法分别与Freeman算法和全路径算法进行了对比实验,实验结果表明,该算法的运算效率可达同类算法的9～10倍,且效果更优,可应用于矢量数据的实时格网化、地形建模、空间分析、模拟仿真等领域,应用前景广阔。     

Tile‐based polygon overlay of vector data in a virtual globe

The demand for analysis of large‐scale data has increased with increased access to spatial vector data. Polygon overlay of vector data in a virtual globe requires proprietary data structures and proprietary analysis algorithms. A vector data structure is designed for rapid polygon overlay in a virtual globe by recording the metadata of the triangles (TriMeta) that constitute polygons. A polygon overlay algorithm is proposed based on this data structure. The overlay of two complex GIS polygons is transformed into the intersection computation of their 3D triangular presentations. The intersection computation of two sets of triangles is reduced considerably by utilizing TriMeta to filter out the disjoint triangle pairs and rapidly identify the contained triangle. The new method improves the overlay efficiency in a virtual globe because the amount of computation required to calculate the intersections of two large polygons and drape the intersections onto a terrain surface is reduced.     

城市三维重建中的自动纹理优化方法

围绕低空多镜头倾斜摄影在三维城市影像模型生产中的纹理优化问题,提出了一种无缝纹理模型重建方法。文中首先采用相机响应函数和暗通道方法对影像进行预处理;然后,根据地物三角网格表面模型与影像的映射关系,利用稀疏构网方法进行遮挡检测,并建立了三角面片的可视纹理列表;最后,结合三角网格表面模型中基本面片的三维拓扑关系,利用影像的均值与方差信息,构建了基于马尔科夫随机场框架下的图割纹理优化算法,解决了纹理优化选择的离散多标号问题,保证了相邻三角面片映射纹理的一致性,实现了城市大场景无缝纹理模型的重建。试验结果验证了算法的可靠性和优越性。     

基于二叉树思想的任意多边形三角剖分递归算法

提出了一种基于二叉树思想的任意多边形三角剖分递归算法。该算法采用二叉树思想，确定剖分三角形的二叉树状结构，并采用递归算法实现。这算法可适用于任意形状的凹或凸多边形，也适用于包含岛屿的多边形。此外，在考虑边界点高程的基础上，可充分顾及地形特征。该算法完全适用于长距离河流流域的三维面状表达。     

球面四元三角网的复杂拓扑关系计算

针对已有球面四元三角网拓扑关系计算方法不能处理带空洞复杂目标的情况,提出了基于公共三角格网来计算球面四元三角网复杂拓扑关系,该方法能准确判断出带空洞复杂目标的拓扑关系,为全球空间分析和应用提供了新的思路。     

一种线框矢量模型表示的地质体折面剖切方法

线框模型是三维计算机图形学中重要的物体可视化表示模型,在矿山勘查软件中得到广泛的应用.该模型主要用于描述、管理复杂三维地质体.本文提出一种基于线框模型表达的地质体的折面剖切方法.本算法首先建立剖切模型;其次,计算折面剖切面与地质体之间的交线并求得其切割剖面;第三,分割原始线框模型地质体;第四,对分割后的线框模型进行模型...     

基于地面三维激光扫描两种模型重建技术

地面三维激光扫描技术可以快速地采集目标物表面海量点云数据,利用点云能够准确重建空间三维模型。本文基于完全不同形状的两组点云数据,分别采用三角网格法和提取特征线法两种不同建模方法进行实验,完成模型重建,取得较好的效果。同时探讨了点云处理和模型重建的关键问题,为工程生产提供借鉴。     

基于O-QTM的球面VORONOI图的生成算法

提出了基于“Q－QTM”（Octahedral Quaternary Triangular Mesh）剖分的球面Voronoi图的格网生成算法；首先介绍了球面的QTM格网划发和编码方法，并根据地址码进行邻近球面三角形的探索；然后，参照数学形态学原理，重新定义了球面三角网的膨胀操作和膨胀算子，利用球面实体的递归膨胀来生成球面Voronoi图。应用VC^ 语言在OpenGL3维平台上开发了相应的实验程序，实验结果表明：利用此算法可生成球面上任意实体的Voronoi图，且生成点、弧和曲面Voronoi图的时间复杂度是一样的；而其误差受球面距离的影响较小，主要与球面实体的位置有关。最后给出了本文研究的结论及进一步的工作。     

一种改进的三维点集表面重建的区域生长算法

介绍了一种改进的三雏点集表面重建的区域生长算法。提出了一种基于三角形任意一边邻域拓扑关系的邻接三角形定位方法，充分利用了法向信息，采用由粗到精的提取策略，减少了候选表面三角形的数量，显著加快了表面重构的整体效率。提出了相应的局部拓扑一致性检测方法，确保了算法的稳健性，解决了传统算法的重叠面片和表面空洞等问题，并且重构的三角网格表面与被采样的物体表面拓扑差别最小。实验结果表明，本文算法可以重构具有任意拓扑的复杂表面。     

Algorithm for generating dem based on cone

Digital elevation model (DEM) has a variety of applications in GIS and CAD.It is the basic model for generating three-dimensional terrain feature.Generally speaking,there are two methods for building DEM.One is based upon the digital terrain model of discrete points,and is characterized by fast speed and low precision.The other is based upon triangular digital terrain model,and slow speed and high precision are the features of the method.Combining the advantages of the two methods,an algorithm for generating DEM with discrete points is presented in this paper.When interpolating elevation,this method can create a triangle which includes interpolating point and the elevation of the interpolating point can be obtained from the triangle.The method has the advantage of fast speed,high precision and less memory.