三维露天采场模型的生成算法

本文给出了一种基于约束Delaunay三角剖分的三维露天采场模型的生成算法.算法结合采场数据的特点,利用约束Delaunay三角剖分把台阶线、地表特征线等嵌入三角网,使生成的三维模型更接近实际采场,提高了露天采场三维模型的精度,增强了三维显示效果.通过精确的三维可视化显示,可以使矿山工作者形象直观地看到地形和采场布置,...     

带地质逆断层约束数据域的Delaunay三角剖分算法研究

在石油地质勘探三维建模中,逆断层是一种普遍的地质现象,它却控制区域地质的结构和演化与油气资源相关联,而逆断层数据点三角化问题在建模中也最为复杂。本文提出了一种可解决带地质逆断层约束数据域的三角剖分通用算法,通过对逆断层制图边界拓扑结构建立与分析,引入桥接点和辅助约束边界概念,对逆断层中复杂重叠域约束数据划分子区,最后进行Delaunay三角剖分,实现了带地质逆断层约束数据域的Delaunay三角剖分并应用于油气勘探设计等领域。     

带约束折线的平面散点集Delaunay三角剖分

首先将原始散点与约束点一起进行三角剖分,形成初始Delaunay三角网,然后再将各条约束线段通过局部更新,依次嵌入已存在的三角网中,从而生成带有约束折线的平面散点集的Delaunay三角剖分。该算法思路简捷,易于编程,生成的三角网形态优良。     

约束数据域的Delaunay三角剖分与修改算法

顾及地形特征线的散点域（约束数据域）三角剖分是建立高精度数字地面模型的基础，在GIS、地学分析、计算几何、多分辨率DTM等领域中有着广泛的应用。本文研究了约束数据域的Delaunay三角剖分剖,简要分析了现存的算法特点并提出了约束数据域的Delaunay三角剖分的迭代算法和删除算法。     

复杂矿体模型多域自适应网格剖分方法

针对轮廓线拼接法在复杂矿体建模时无法处理多域邻接特征的问题，应用Delaunay细分方法实现了一种适用于多域复杂矿体的网络剖分方法，不仅可以生成多域表面模型，还可以同时对不同域的矿体进行网格剖分，便于后期进行多域复杂矿体的有限元模拟。该方法通过约束Delaunay三角剖分来近似域和曲面，以及在Delaunay细分中确保对域的近似精度和对单元的网格质量。在约束Delaunay三角剖分的基础上，通过多标签算法对子域进行封装，并对中间域进行分离或通过距离场对中间域进行拟合，修改多域多面体的预测构造方法，实现了对多域多面体的自适应网格剖分方法。对河北省北洺河铁矿复杂矿体建模的试验结果表明，该方法除了可以生成无缝、连续的多域模型之外，通过网格优化还可以生成高质量的四面体和三角网格，避免轮廓线拼接法大量退化和奇异三角形的存在。同时该方法在逆向工程、有限元分析、科学计算可视化等领域中也都具有重要的应用价值。     

约束Delaunay三角剖分的“岛屿”类图斑符号填充

针对传统方法对“岛屿”类图斑进行符号填充会造成敏感区域符号布局不合理或符号空间冲突的问题，本文提出了一种约束Delaunay三角剖分的“岛屿”类图斑符号填充方法。首先，对“岛屿”类图斑对应的离散点群进行规则网格化和不规则三角剖分，用于计算等值点；然后，依据附加准则增加“凸”形和“凹”形附加点，顺次连接等值点和附加点作为Delaunay三角剖分的约束边界；最后，构建均匀变化的约束Delaunay三角网，在三角网内进行图元积分，填充“岛屿”类图斑符号。利用电子海图中岛屿边界点数据进行试验分析，与传统方法相比，本文方法填充的“岛屿”类图斑符号变化均匀，交互性较强，便于用户修改和切换，进行二次填充。试验结果表明，本文方法适用于“岛屿”类图斑的符号填充。     

基于边优先的任意多边形最优三角剖分

针对现有多边形三角剖分算法不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及剖分三角网质量的问题,提出一种基于边优先的任意多边形最优化三角剖分算法:首先直接对多边形的边进行构网,最后再对生成的非约束边进行构网,最终完成整个多边形的三角剖分。剖分得到的三角网为约束Delaunay三角网,网形稳定、最优,算法简单,执行效率较高,且适用于任意复杂多边形。实验证明了该算法的合理性和有效性,较好地解决了现有多边形三角剖分算法存在的问题。     

混合3维地籍空间数据模型

分析了3维地籍的需求, 提出了一种适用于3维地籍的混合3维空间数据模型。该模型由表达子模型和计算分析子模型构成, 其中表达子模型用于描述产权体的空间权属范围, 计算分析子模型用于3维地籍的空间分析和计算。两个子模型通过约束Delaunay四面体剖分算法和边界提取算法进行集成与转换。实验结果表明, 所提出的模型和算法有效、可行。     

大量约束边条件下Delaunay三角网的快速生成

讨论了建立约束Delaunay三角网算法的研究现状,采用“逐点插入法”和“多对角线交换算法”构成“两步法”,在此基础上,从建立高精度三角网模型的需求出发,研究以大数据量等高线为约束边进行Delaunay三角剖分的改进算法。针对“逐点插入法”,采用网格分块的方法对构网点集和已生成的三角网建立索引,提高了点的查询速度和点在三角网中的定位速度,提高了三角网的生成效率;针对“多对角线交换算法”,增加了一些特殊情况的处理,提高了算法的健壮性和交换速度。     

利用钻孔数据构建无缝三维地层模型

提出一种"全区厚度法"建立三维地质模型,该方法以原始钻孔分层数据为数据源,按照同一网格间距插值构建各个地层的顶底板DEM,并转换为具有拓扑关系的TIN模型,集合所有地层的尖灭线,加入到各个地层中,这时所有地层的表面模型(TIN)除了顶点Z值以外的顶点数目、顶点坐标及TIN内的拓扑关系等都相同。试验证明,该方法可以构建无缝的三维地层模型,易于表达地层的尖灭、透镜体等特殊地质现象,构建的三维地层模型易于进行剖切分析和构建地层间的拓扑关系。     

一种三维地质体模型的隐式剖切方法

三维地质体模型的剖切面分析和地下工程开挖模拟是三维地质建模与可视化分析软件的重要功能。传统显式剖切方法依赖于前期建立的三维地质体模型,而模型的拓扑问题易导致剖面空洞或三角形交叉等现象,且剖切精度与最大剖切深度受限于已有地质体模型的建模精度和深度。由此引入隐函数表达多种类型的剖切面,设置合理的剖切运算顺序,基于移动四面体的剖切面网格显式化运算与属性定义方法,提出了一种直接由地质调查源数据快速生成地质剖切面的隐式剖切新方法。针对1∶5万区域地质调查数据与岩土勘察钻孔数据开展了剖切分析实验,结果表明,所提方法可以有效避免因地质体模型拓扑不正确导致的剖切方法稳定性问题,且支持的剖切面类型更加丰富,剖切深度和剖切面表达精度更可控,为三维地质模型的空间分析方法提供了新的思路与借鉴。     

改进约束D-TIN的等高线陡坡区域识别

针对高线图中陡坡区域特征的自动识别问题,在应用Delaunay三角网与线性插值法生成等高线图的基础上,改进了基于最大角原则生成约束Delaunay三角网的算法,对等高线图进行了三角剖分,根据等高线之间约束三角形的几何参数,计算了等高线图坡面单元坡度,识别出坡度较高区域。进一步地,给出了一种扩张算法对相连陡坡单元进行划分形成陡坡区域,计算了各个陡坡区域中心坐标、面积与平均坡度。通过对12组有256个坐标高程值的数据构建约束D-TIN并生成三维地形图对识别结果进行了评价,识别正确率达0.903,平均识别时间为33ms。实验表明,对于不同数据生成的不同等级等高线图的识别结果均有较高的效率与准确率。     

带岛区约束数据域的Delaunay三角剖分通用算法研究

文章提出了一种可解决带岛区约束数据域的三角剖分通用算法,通过对岛区制图边界拓扑结构建立与分析,引入双联点和辅助约束边界概念对岛区外部划分子区(抽象出凸或凹多边形),再采用任意多边形内部三角剖分算法,实现了带岛区约束数据域的Delaunay三角剖分并应用于油气勘探设计等领域。     

运用Delaunay三角网提取OpenStreetMap主干道多边形

众源开放街道地图(OpenStreetMap,OSM)作为志愿者地理信息的典型代表,其数据质量制约了城市主干道提取。为此,引入约束Delaunay三角网,运用类似Voronoi图的空间等剖分几何构造表达道路线密度,通过线密度变化与三角形边长表征主干道形态特征,并集成两个指标构建主干道识别模型;类比林火蔓延扩展过程,提出了基于Delaunay三角网的OSM主干道多边形提取方法。运用5个城市的OSM数据进行实验,结果表明,该方法能有效提取主干道多边形,并且与OSM路网中的道路等级属性趋于一致。     

Delaunay三角化中特征约束细分嵌入算法

在Delaunay三角化中,以在特征约束上插入附加点的方式对特征约束细分,可使剖分网格在表达特征约束的同时仍满足Delaunay三角网格特性.本文提出了一种改进的细分嵌入算法--端点外接圆法(ETCM),该算法具有线性时间复杂度.以剖分结果的稳定性、附加点个数、运算耗时和网格质量为评价标准,对ETCM和现有的细分嵌入算法进行了评估.实验结果表明,在运算耗时方面,ETCM受数据分布的影响最小,且耗时最少;在其他方面,与现有算法的最好表现持平.     

约束数据域三角剖分算法优化与应用

本文在分析现有算法特点的基础上，研究了影响约束数据域Delaunay三角剖分算法效率提高的因素，提出了优化算法，同时以优化算法在公路定线中的应用为例，证明了该算法能很好地将公路设计表面模型和数字地面模型拼合成整体模型，且具有构网速度快、网形优、精度高、算法稳定等特点。     

巷道与地层交切建模研究

基于剖面的三维地质建模为巷道与地层交切建模的理论基础,提出一种巷道与地层交切建模方法。考虑到交切模型的复杂性,对交切模型进行剖分,依次构建出含巷道断面的地层剖面模型、巷道与地层剖面的交切模型及巷道与地层模型的交切模型。实验结果表明,该交切模型的方法是可行的,保证了地层与巷道模型的空间拓扑关系,为相关三维地质建模提供借鉴。     

一种高阶Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角剖分是构建数字地形模型的有效方法,但是该方法可能产生人工大坝和局部极小问题,使得地形模型不能很好地反映原始地形的真实面貌。本文在Delaunay三角网的基础上引入了高阶Delaunay三角网,并给出了一种高阶Delaunay三角网生成算法。实验表明,高阶Delaunay三角网能够有效地减少地形的局部极小数量,是建立数字高程模型的一种新方法。因此,采用高阶Delaunay三角网建立的地形模型更接近于实际地形。     

一次性生成约束Delaunay三角网算法的编程与实现

地形分析是指挥员进行决策分析的基础,将以约束Delaunay三角剖分为数据格式的DTM结构的电子地图运用到武警部队执行任务中,是为适应当前新军事革命的必然趋势。文献[1]中,进行了一次性生成约束Delaunay三角网算法的阐述,在此基础上进一步阐述了用Delphi6.0对该算法的编程与实现。     

顾及居民地分布特征的建筑物分组合并算法研究

建筑物多边形分组合并是城市大比例尺地图综合中的重要问题。本文在建筑物群的约束Delaunay三角网空间剖分模型及目标间"视觉距离"计算模型研究基础上,以广州地区3种具有典型分布特征的建筑物群分组合并操作为研究对象,并基于"分而治之"的思想,分别提出不同处理方法。设计的算子兼顾了适用性和效率,在广州地区序列比例尺空间数据库快速构建中得到了成功应用。