带有边界条件的Delaunay三角网生成算法的研究与实现

Delaunay三角网是构建数字地形模型的主要途径,凸壳是构造Delaunay三角网的基础,一般的凸壳构造方法找到的凸壳为最少点的多边形,但也有多点在一条边界边上的情况。在Delaunay三角网生成算法的基础上,提出了一种新的查找凸壳的算法并导出了带有边界条件的Delaunay三角网生成算法。通过实际数据的测试,表明该算法是有效的。     

在AutoCAD环境下不规则三角网构建及等高线生成

对不规则三角网的生成进行了分析,在AutoCAD环境下使用三角形生成算法,将离散点构建成不规则三角网,并在此三角网的基础上生成相应的等高线.     

一种基于三角网扩张法的Delaunay三角网逐块归并算法

本文中提出一种基于三角网扩张法的不规则三角网的逐块归并算法,它采用按横向或纵向对离散点集切割分块,对各子块用三角网扩张法构建Delaunay三角网,最后用三角网扩张法依次将相邻的子网合并。该算法采用的子集分块的做法使构网时的搜索范围减小,在数据量较大时避免了计算时间随点数的指数次增加,同时在构网时也能保证三角形邻接关系的正确维护。     

离散点生成不规则三角网

三角网是地学建模中最为基本的一种网络,由离散点生成不规则三角网是三角网生成过程中遇到的一种非常普遍的情况。本文研究离散点生成不规则三角网的逐点内插算法及实现过程中需要注意的若干问题,详细阐述由离散点数据如何逐步生成不规则三角网并给出了实现结果。     

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。     

复杂地形条件的地表面积计算软件开发

针对现有地表面积计算软件在计算复杂地形时操作异常繁琐,且所生成三角网为单边界三角网这一问题,开发了一种新的地表面积计算软件。采用C#语言,利用数字地图,按照三角网建立地面模式,通过三角网内高程内插、点坐标集判断和分类等方式,完成待测区域内地表的并行分块与三角网的重建,实现复杂地形条件下的多边界三角网的生成和地表面积的一体化计算,并将区域内各个三角形的编号和面积直接显示于计算机屏幕上。实验结果表明:该软件使用直观方便,操作简单,精度可靠,适用范围广,可以有效地减少计算复杂地形地表面积时的操作步骤,降低工作强度,并能输出面积计算结果的各种信息。     

Delaunay三角网内插多边形算法研究

针对Delaunay三角网内插多边形的实用性,提出了一种Delaunay三角网快速内插多边形算法,该算法先将多边形的边作为约束数据入网,然后对多边形内部三角形进行清空处理。在影响区域及多边形内部三角形确定上,提出了一种快速解决方法,大大提高了算法的执行效率。     

Delaunay三角网内插多边形算法研究

针对Delaunay三角网内插多边形的实用性,提出了一种Delaunay三角网快速内插多边形算法,该算法先将多边形的边作为约束数据入网,然后对多边形内部三角形进行清空处理.在影响区域及多边形内部三角形确定上,提出了一种快速解决方法,大大提高了算法的执行效率.     

VB环境下不规则三角网的算法设计与实现

本文对不规则三角网生长算法实现的研究,利用了VB强大的可视化用户界面及其编程语言的灵活性及简单易懂特点,基于各行业对于DEM的需要,开发出一种利用VB6.0语言生成基于生长算法的不规则三角网,结合数据库强大的数据存取、编辑、查询功能,共同实现离散点的管理和三角网的构成。     

一种简单快速的Delaunay三角网逐块生成算法

分块式生成Delaunay三角网是加快构网速度的一个基本思路。已有的分治算法和其他分块合并算法能使平均时间复杂度接近线性,但算法复杂,编程难度大,且容易产生计算误差导致的错误。本文作者曾提出过一种基于三角网扩张法的逐块归并算法,它也是一种快速算法,但在算法中需要增加避免错误的判断规则,使程序变得较复杂。本文中的逐块生成法是对逐块归并法的改进,它继承了逐块归并法高效的优势,而且减少了判断规则,步骤更加简单。     

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。     

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.     

TIN-based Tag Map Layout

With the widespread use of tag clouds, multiple map-based variations have been proposed. Like standard tag clouds (also called word clouds), these ‘tag maps’ all share the basic strategy of displaying words within a ‘geographic space’ and scaling the word size to depict frequency (or importance) of those words within some dataset. While some tag maps simply plot a standard tag cloud on top of a map, the subset of tag maps we focus on here are those in which the collection of words are displayed within bounded geographic regions (often of irregular shape) that the words are relevant for. For this form of tag map, map scale and polygon shape add constraints to word size and position that have not been considered in most prior approaches to tag map word layout. In this paper, we present a layout strategy for tag map generation that includes consideration of the shape and size of the geographical regions acting as containers for the tags. The method introduced here uses a triangulated irregular network (TIN) to subdivide the geographical region into many triangle subareas, with the centroid of each triangle being a potential location to centre a tag on. All the triangles are sorted by their area and all the tags are sorted by their weight value (e.g. frequency, importance or popularity). Positioning of tags is undertaken sequentially from most important (or frequent or popular) with potential locations being the TIN triangle centroids (tried from largest to smallest triangle). After each tag placement, the TIN is recalculated to integrate the tag centroid and bounding corners into the TIN creation. The limited whitespace in the geographical region, at any specific scale, is used fully by dynamically adjusting the font size along with the number and the direction of tags. The method can be applied to add tags within geographic polygons that are convex, concave and other more complex regions containing holes or islands.     

顾及邻近五点的建筑物多边形化简方法

针对传统的建筑物化简算法无法准确保持建筑物局部细节几何特征，容易产生尖锐凸角等问题，提出了一种基于邻近五点的建筑物多边形化简方法。通过将多边形边界上的邻近五点定义为基本处理单元，实现对建筑物边界Z形平行、Z形不平行、U形平行、U形不平行的4类几何模式划分，进行渐进式化简，并针对化简过程中产生的尖角顾及角度约束对其削尖。对某地区部分1：1万实际建筑物多边形数据进行试验，结果表明，所提算法在保持建筑物基本几何形态特征的基础上，能够尽可能地避免尖角的产生，化简结果更加符合人类的视觉认知。     

房屋三维建模中拓扑结构自动生成方法

在已有的利用影像匹配提取出的房屋特征点的基础上,通过对多边形的拓扑结构的分析,分别提出了自动建立凸多边形和直角多边形拓扑关系的算法。     

支持地图综合的面状目标约束Delaunay三角网剖分

针对多边形面状目标的综合问题,建立了二维空间中约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网剖分结构,融入多边形的环、岛屿、边界、顶点的描述,通过形式化条件检索,在该结构上提取二维空间中各种感兴趣的由剖分三角形组成的区域,用于支持地图综合中邻近多边形的搜索、多边形弯曲部位的识别、冲突关系探测、多边形合并等操作。并对基于骨架线的图结构建立、分枝宽度计算等几何问题进行了详细讨论,指出了其在诸如双线河中轴化、街道中轴线网络模型建立、多边形合并中的邻近关系分析、面状目标注记自动定位领域的支持作用。     

构建三角网生成地形结构线的关键技术研究

地形结构线是更好地表示、反映和利用地形的基础。本文先介绍了构建三角网生成地形结构线的基本思路，然后对构建三角网过程中建立等高线树、地形结构线生成、鞍部山脊线自动生成和连接地形结构线并建立结构线树等关键技术进行了叙述。     

应用湖泊中心点作为控制点实现大区域遥感影像的配准

在进行北美阿拉斯加地区多期影像湖泊变化分析过程中,由于该区域长期被冰雪及湖泊覆盖,几乎没有较明显的地面标志点可作为影像配准控制点,给影像的配准工作带来困难。在分析长时相区域湖泊形状变化的基础上,认为湖泊中最稳定的点为湖泊的中心点,该点位置随湖泊面积的变化不大,可以作为影像配准的控制点。与多边形质心相比,多边形的最大内圆圆心始终位于多边形的内部,且以该点为圆心的内圆半径最大(对应的内圆即为最大内圆),其计算方法可以应用矢量多边形的Voronoi图来求得。本文在分析简单多边形Voronoi图性质及其计算方法的基础上,提出了一种面向复杂多边形的最大内圆圆心点查找方法,给出了其算法实现流程与算法的复杂度分析。通过北美阿拉斯加地区湖泊最大内圆圆心查找的测试实例,表明本文提出的方法能够较好地计算出各种复杂矢量多边形的最大内圆圆心点,并达到较高的计算效率,且以多边形最大内圆圆心点作为配准点实现的影像间配准效果也较好。     

曲边多边形中轴提取的新方法

针对现有多边形中轴提取方法在处理复杂图形和特殊图形上有较大困难的不足以及中轴连通性和位置准确性难以保证等问题,提出了一种曲边多边形中轴提取的新方法。首先在简单多边形的基础上进行拓展,提出曲边多边形的概念,并相应地定义了曲边多边形的中轴,然后在栅格距离变换的基础上引申出最近边缘点集距离均值变换,最后结合曲边多边形中轴点的特征和距离变换的原理制定出高效中轴点判定规则,利用种子点生长判别法提取曲边多边形的中轴,并给出具体实现步骤和流程。通过多组不同类型多边形及道路网与河网的实例验证,新方法不仅能适用于各类多边形,且能较好地抑制图形边界噪声的干扰,提取出具有良好的光滑性、准确性和连通性的多边形中轴,弥补了传统方法的不足。