“高程点-TIN射线法”等高线与高程点矛盾检测算法

等高线在地形图测绘中是表达地貌特征的重要符号。为保证拓扑正确性,常需要进行等高线与高程点间的点线关系正确性检测。目前已有的点线矛盾检测算法主要有等高线不规则三角网（TIN）法、射线法等,这些算法均存在漏检测或错检测等问题。本文基于已有方法,提出了一种改进的高程点-不规则三角网（TIN）射线法,该方法结合了TIN和射线法的优点,并互为补充。在进行点线矛盾检测时,加入数据预处理功能,先使用等高线TIN法做一次初筛,再利用高程点TIN射线法进行精准识别,能有效降低错漏率。经测试表明,此法不仅能够更有效筛选出点线矛盾点,还具有运算效率高、方法简单易行等特点,能够满足实际的生产需要。     

VB环境下实现不规则三角网构建的一种方法

本文研究了相关构建不规则三角网算法,利用VB可视化编程平台开发出基于逐点插入优化算法不规则三角网,实现了插入点的三角形拓扑关系维护以及局部优化LOP过程中三角形拓扑关系维护,并且利用TIN生成等高线、内插离散点等相应的功能。     

基于地性线的不规则三角网优化构建算法

提出了利用自动增加特征点消除平三角形的方法，并通过重构等高线验证了构网算法的实用性和有效性。实验表明，本文算法能很好地消除不合理的平三角形，优化三角网结构。     

TIN中边侧向关系在三角形定位、Voronoi图和等值线生成等算法中的应用

使用一种含有边拓扑关系的TIN数据结构,从三角网的拓扑关系角度利用这种结构中的边拓扑关系设计了三角形定位、Voronoi图生成和等值线生成的算法.这些算法避免了在三角形中拓扑关系查询时的不必要的搜索.更重要的是,在算法的编写过程中,如果避免一些不必要的搜索,则意味着算法更加清晰,并减少了出错的机率.经过上机验证,三种算法都获得了正确、满意的结果.     

基于点删除的地形TIN 连续LOD模型的建立和实时动态显示

介绍了一种对于地形不规则三角网(TIN)建立层次细节(LOD)模型和实时动态显示的方法按照给定的条件通过重复执行顶点删除和局部三角化，对TIN中的点和三角形数据结构进行调整，建立地形TIN的连续LOD模型。在显示的过程中，根据视点的远近从上述LOD模型自适应地获取和显示所需三角形，实现地形TIN的实时动态显示。     

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.     

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。     

不规则三角网的几种数据结构及其存储机制研究

在比较分析了TIN的几种常见数据结构的基础上,针对TIN拓扑查询与搜索问题,提出了另外几种强调边拓扑信息的TIN数据结构,根据拓扑关系的表达方式可以将它们分为内存索引式结构、数组索引式结构及二者的混合结构,并给出了这些数据结构的多种序列化存储方式:数组索引直接存储、对象ID存储法、PythoncPickle存储、对象内存地址的存储法。研究比较发现数组索引直接存储的数据占用空间最少,对象ID存储法和对象内存地址存储法的二进制方式占用空间相同,Python cPickle只适合于极小规模的TIN数据的存储。对基于不同数据结构的TIN模型构网效率测试表明,不包含边信息的结构的构网效率最高,含有边信息的结构中采用数组索引表示拓扑关系的构网效率最高。研究结果将对TIN模型的软件实现具有理论及应用价值。     

基于离散点绘制等高线算法的研究

等高线图在实际工作中应用非常广泛，在离散点数据的基础上自动生成等高线图有许多算法。本文着重讨论了如何在采集离散点时加入编码的基础上，尽量减少或不进行人工干预，基于有约束的TIN构建方法一次性生成等高线图。实践表明该方法能够明显加快成图速度与提高等高线成图的精度。     

地形TIN中地理实体拓扑关系表达

传统地形TIN离散、独立的三角形结构限制了空间实体、空间关系的表达能力,分析和操作也比较困难,应用大多限制在可视化、渲染和光照分析等方面。由于不可能通过简单地扩展和改进现有模型来满足TIN中对空间实体关系表达的需求,从面向对象的角度出发,利用单纯剖分理论对TIN进行了实体划分和拓扑建模,使TIN具有了地理对象结构从而能够进行地理实体的表达与分析,建立了对象化不规则三角网(OTIN)与Euler示性数方向模型(EDM),使得TIN不但可以较好地表达地形起伏信息,还具有实体性和对象性,便于进行空间查询与分析。     

基于TIN的公路三维表面模型建立方法

公路三维表面模型是公路三维设计的基础,其关键是设计模型和地表模型的叠加运算。本文提出了一种基于TIN的地面模型和道路设计模型叠加算法,基本原理是把参考模型的边界多边形当作约束边界线插入操作模型,在保持参考模型拓扑关系不变的条件下对其进行局部LOP优化,然后删除位于参考模型边界线内的点和三角形。本文算法具有实现简单、速度快和运算稳定的特点,已成功应用在公路三维可视化设计中。     

基于栅格局部细分的带约束条件的不规则三角网生成算法

采用数学形态学和局部细分的方法生成非凸壳三角网,再通过边界搜索和迭代处理,逐步添补三角网边缘三角形,最终得到具凸壳的Ddaunay三角网。在此基础上,加入内部和外部的边界条件,生成具有复杂边界的带约束条件的Delaunay三角网。     

等高线图形综合策略的研究

利用Arc/Info的功能研究了等高线图形综合方法,其一是通过地形结构线控制的渐进式等高线综合,其二是利用Douglas方法得到更抽象的TIN间接来完成等高线图形综合。     

An enhanced approach for surface flow routing over drainage‐constrained triangulated irregular networks

The accuracy and efficiency of the simulations in distributed hydrological models must depend on the proper estimation of flow directions and paths. Numerous studies have been carried out to delineate the drainage patterns based on gridded digital elevation models (DEMs). The triangulated irregular network (TIN) has been increasingly applied in hydrological applications due to the advantages of high storage efficiency and multi‐scale adaptive performance. Much of the previous literature focuses mainly on filling the depressions on gridded DEMs rather than treating the special cases in TIN structures, which has hampered its applications to hydrological models. This study proposes a triangulation‐based solution for the removal of flat areas and pits to enhance the simulation of flow routing on triangulated facet networks. Based on the drainage‐constrained TIN generated from only a gridded DEM by the compound point extraction (CPE) method, the inconsistent situations including flat triangles, V‐shape flat edges and sink nodes are respectively identified and rectified. The optimization algorithm is an iterative process of TIN reconstruction, in which the flat areas are generalized into their center points and the pits are rectified by embedding break lines. To verify the proposed algorithm and investigate the potential for flow routing, flow paths of steepest descent are derived by the vector‐based tracking algorithm based on the optimized TIN. A case study of TIN optimization and flow path tracking was performed on a real‐world DEM. The outcomes indicate that the proposed approach can effectively solve the problem of inconsistencies without a significant loss in accuracy of the terrain model.     

利用约束D-TIN进行建筑物多边形凹部结构识别与渐进式化简

分析了位于建筑物多边形外侧的凹部结构特征及其类型,探讨了一种基于凹部层次结构的建筑物多边形渐进式化简方法,即以三角形为形状基元,用约束Delaunay三角化方法对建筑物多边形进行空间剖分,从凹部三角形树中提取三角形序列,通过匹配特征序列识别凹部的基本模式,以确定和实施相应的凹部化简方法,在此基础上迭代执行识别-化简过程,以实现对建筑物复杂凹部的渐进式化简。实验分析表明,该方法具有结构化和渐进综合的特点。     

不规则三角网的快速建立及其动态更新

针对线路勘测设计的特点,介绍了一种适合于线路ＣＡＤ应用的快速建立和在线动态更新不规则三角网（ＴＩＮ）的方法。该方法根据带状数据分布快速生成“类Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形”,并实现了ＴＩＮ的局部更新,从而为线路ＣＡＤ提供了基本的数学基础。最后用实例验证了该算法的正确性。