不规则三角网TIN的生成与优化

不规则三角网TIN是按地形特征采集的点根据一定规则连接成覆盖整个区域且互不重叠的许多三角形构成一个不规则三角网。DEM不是地表的高保真描述，TIN才是地表高保真描述，为此在生产地形数据时都由使用DEM改为使用TIN。真正射影像图生产更是只能使用TIN：地物数据用作特征线也通过TIN对地形表达做贡献。     

大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型研究

TIN模型通过从不规则分布的数据点生成的连续三角面来逼近地形表面,就表达地形信息的角度而言,TIN模型的优点是它能以不同层次的分辨率来描述地形表面。但在相关软件对离散数据生成TIN模型时会出现边缘失真现象,特别是当一些离散数据出现凹区域时,凹区域地形逼近失真现象相当明显。而在这些凹区域大多生成的三角网以钝角三角形居多,本文对离散数据TIN模型生成DEM时存在凹区域地形逼近失真现象进行了研究。提出一种大钝角剖分与最小二乘法约束迭代算法优化TIN模型。首先对原始TIN模型中大于100°小于1800的钝角三角形进行遍历记录,然后利用最小二乘法约束迭代算法进行优化,通过此算法优化后的TIN模型生成DEM数据,分别从小区域面积稳定性与剖面拟合实际地形进行了试验与精度对比,试验显示这种算法是可行的。     

基于机载LiDAR点云滤波的矿区DEM构建方法

机载Li DAR数据是进行矿山高植被覆盖区地面塌陷调查的有效工具。利用湖南某矿区的机载Li DAR点云数据,提出了一种基于区域分割的渐进三角网滤波构建DEM的方法。首先,对原始机载Li DAR点云数据进行重新组织,以提高邻域点计算效率;其次,结合高程差计算区域统计值,按照地形情况分割测区内的地面点和非地面点,利用地面点构建初始稀疏TIN模型;然后,通过计算其他点与TIN的距离,渐进加密三角网,提取地面点;最后,剔除孤立点,生成格网间距为1 m的DEM。研究结果表明:基于区域分割的渐进三角网滤波构建的DEM能够较为精细地表达地形信息,特别在高植被覆盖区域,能够提取出高精度的真实地表DEM,可更加准确地表达出矿区高植被覆盖区的地表塌陷位置和范围等信息。     

基于等高线构建TIN模型的平三角形修正算法

设计了一种平三角形修正算法来修正TIN模型中可能出现的平三角形区域。该算法通过对由平三角形组成的区域进行分类,并针对不同的平区域采用交换边、增加点甚至不处理的修正方法,同时对由于等高线数据错误产生的一些特殊情况进行了分析处理。实验结果表明,该算法能够去除约束型狄洛尼三角网中所有应修正的平三角形,并生成对地形描述更为精确的三角网。     

基于等高线构建TIN模型的平三角形修正算法

设计了一种平三角形修正算法来修正TIN模型中可能出现的平三角形区域.该算法通过对由平三角形组成的区域进行分类,并针对不同的平区域采用交换边、增加点甚至不处理的修正方法,同时对由于等高线数据错误产生的一些特殊情况进行了分析处理.实验结果表明,该算法能够去除约束型狄洛尼三角网中所有应修正的平三角形,并生成对地形描述更为精确的三角网.     

TIN模型的生成与加密优化

简要介绍了TIN的概念以及不规则三角网TIN的形成，重点对生成TIN的几种方法进行了探讨，指出对于不同来源的TIN模型进行加密处理，能使TIN模型更接近实际。     

基于数学形态学的TIN和GRID自动生成研究

在分析了数学形态学的基本原理的基础上,提出了一种基于数学形态变换自动生成Delaunay三角网(TIN)和规则格网(GRID)的数字高程模型的算法,这种算法将离散的地面点的图像集合进行骨架化并自动构成Thiessen多边形,然后,通过序贯条件形态变换,自动建立TIN和GRID.在建立Thiessen多边形的过程中,提出了用逐点生成数字圆盘的方法来保证变换过程的各向同性;在建立Delaunay三角网的过程中,提出了利用正交结构元素进行条件膨胀,从而保证了相邻点之间的正确位置关系.该方法能保持Thiessen多边形和Delaunay三角网的拓扑关系,因而能保证DEM 的高精度,而且具有数据结构简单、运算速度快的特点.最后,给出了试验结果并与有限元法的结果进行了比较.结果表明,这种方法用于建立DEM具有良好的应用前景.     

顾及特征线和三角形形态最优的TIN三角网构建算法

传统三角形剖分方法只考虑三角网的形态最优,忽略了地形特征线的影响,导致构建的地形模型不能真实反映地形特征。文章提出既顾及特征线又满足三角形形态最优的TIN模型的构建方法。在研究了有关三角形形态理论的基础上,设计了数据结构,对如何利用该方法进行三角形剖分做了具体研究。实例证明,利用该方法进行三角形剖分,构建的TIN三角网模型既能满足三角形形态最优,又能避免特征线穿越三角形,能够真实反映地形特征。该三角形剖分方法对于地形较复杂区域的TIN模型构建具有很好的适用性。     

基于原始LiDAR点云TIN模型的建筑物自动提取

提出一种基于原始LiDAR点云不规则三角网模型的多层结构建筑物激光点自动提取方法。利用TIN模型的空间特性对地面、非地面(建筑物、非建筑物)激光点进行判断,最终获得各个独立建筑物的激光点数据。通过对3组不同特征的城市区域的实验验证,结果表明本文方法能精确地完成建筑物激光点的自动提取,且不需要任何人工干涉或其他辅助数据支持。     

基于四方边缘结构的实用TIN快速构建

使用具有完备空间拓扑信息表达能力的数据结构-四方边缘结构(Quad-Edge),快速地构建Delaunay三角网和它的对偶Voronoi图,进而实现了限定Delaunay三角网(CDT)的创建,生成符合实际应用要求的TIN。在此基础上实现了等高线和断面的生成,对带洞的TIN也作了一定程度的研究。     

通用三维GIS场数据模型研究与实践

随着三维地理信息系统(geographic information system,GIS)应用的发展,空中电磁信号场、空气与水体污染场、地下地质属性场等连续、非匀质的三维空间属性场数据进行建模、可视化与分析计算对GIS基础软件提出了新的挑战。已被广泛应用的TIN(triangulated irregular network)与栅格数据属于表面模型,通常用来表达二维场数据,其中由TIN组成的封闭表面可用于表达三维体,但两者都无法描述非匀质、连续变化的三维属性场。探讨了在通用GIS基础软件中基于TIN和Grid进行升维表达,实现不规则四面体网格(tetrahedralized irregular mesh,TIM)和体元栅格(voxel grid)两大类三维空间场数据模型,分析了两类数据模型的特点,探讨了三维场数据在可视化和分析计算方面的关键技术,实现了基于TIM与体元栅格表达和应用三维GIS场数据,完善了GIS三维数据模型体系,实现了空/天、地表、地下全空间的一体化表达、模拟与分析计算。     

A 3-dimensional data model for visualizing cloverleaf junction in a city model

The research work has been seldom done about cloverleaf junction expression in a 3-dimensional city model (3DCM). The main reason is that the cloverleaf junction is often in a complex and enormous construction. Its main body is bestraddle in air, and has aerial intersections between its parts. This complex feature made cloverleaf junction quite different from buildings and terrain, therefore, it is difficult to express this kind of spatial objects in the same way as for buildings and terrain. In this paper, authors analyze spatial characteristics of cloverleaf junction, propose an all-constraint points TIN algorithm to partition cloverleaf junction road surface, and develop a method to visualize cloverleaf junction road, surface using TIN. In order to manage cloverleaf junction data efficiently, the authors also analyzed the mechanism of 3DCM data management, extended BLOB type in relational database, and combined R-tree index to manage 3D spatial data. Based on this extension, an appropriate data structure for cloverleaf junction in 3DCM is proposed.     

A 3-dimensional data model for visualizing cloverleaf junction in a city model

The research work has been seldom done about cloverleaf junction expression in a 3-dimensional city model (3DCM). The main reason is that the cloverleaf junction is often in a complex and enormous construction. Its main body is bestraddle in air,and has aerial intersections between its parts. This complex feature made cloverleaf junction quite different from buildings and terrain, therefore, it is difficult to express this kind of spatial objects in the same way as for buildings and terrain. In this paper,authors analyze spatial characteristics of cloverleaf junction, propose an all-constraint points TIN algorithm to partition cloverleaf junction road surface, and develop a method to visualize cloverleaf junction road surface using TIN. In order to manage cloverleaf junction data efficiently, the authors also analyzed the mechanism of 3DCM data management, extended BLOB type in relational database, and combined R-tree index to manage 3D spatial data. Based on this extension, an appropriate data structur     

Delaunay三角网支持下的空间场表达

不规则三角网TIN本质上属于基于场的空间数据模型,然而在GIS领域,通常将其局限于DTM数字地形模型的表达中,没有象规则栅格模型那样在平面实体及实体关系表达中发挥足够的作用。针对这一局限性,仿照规则格网的栅格数据模型,应用DELAUNAY三角网工具,建立一种面向平面空间场表达的形式化数据模型。应用三角形的3种基元:顶点、边、三角形面表达空间点、线、面目标,定义该模型上的3种操作:扩充、收缩与骨架化,并进一步推广到序惯操作与条件操作。在几个应用实例基础上,分析该模型在空间邻近关系表达上可发挥重要作用。     

一种快速3维建模方法在地质模拟中的应用

论述了一种快速建模方法在地质模拟中的应用。这种建模方法采用了改进的三角形生长法生成TIN来表达地形及各地层界面;采用离散钻孔点双向链表、三角形双向链表以及垂直连体来快速生成三棱柱从而构建地层体素。     

基于数字地价模型的地价监测点配置研究

从数字地价模型的建立、格网数字地价模型向TIN转化、TIN节点与宗地图层叠加拟合完成地价监测点的定位配置、结合市场比较法的监测点地价更新、TIN数字地价模型更新等几个方面详细阐述了数字地价模型运用于地价监测点配置的具体方法。并将这一配置模式与以标准宗地为载体的配置模式进行了比较分析。     

一种从LIDAR数据提取城区DTM的方法

由机载激光扫描系统获取的点云数据,可以直接生成扫描区域的数字表面模型,但要想提取数字地面模型还须对点云数据进行分类处理。提出了一种获取数字地面模型的方法,其主要思路是利用原始的激光数据构建二维三角网,从而构建数字表面模型。通过分析数字表面模型的坡度进行初始的分割,剔出坡度较大的三角形。经过初步的分割之后,通过连通区域分析来获取每个分割区域的特征,提取出裸露地表高程,从而由点云数据构建出数字地面模型。     

基于几何元素的三维景观实体建模研究

在分析已有国内外研究成果的基础上 ,提出了基于几何元素的 3DCM空间数据模型。实验证明 ,该模型能较精确地表达 3DCM中各类景观实体及其空间关系。     

基于三角网无缝拼接的三维重建

针对某东汉墓葬群,利用数字摄影测量中像点和三维点的对应关系,将三维空间的构网转化为二维平面的三角构网,并采用人工选取构网范围、人工点选种子点的办法,实现集合的求差计算,确定影像的构网范围,保证了局部三角网的无缝拼接,成功实现了对该墓室群的三维重建。同时还采用该方法对某花瓶模型进行了重建实验,达到较理想效果。