滚动球路径模型的Delaunay三角网局部优化算法
发布时间：2020-12-29 01:30
针对由Delaunay三角网所构建的TIN-DEM中地形特征线被压盖的现象,该文摒弃以往先提取地形特征线再约束构建Delaunay三角网的做法,通过分析地形特征线信息在TIN-DEM双向缓冲面上的体现,探究了地形特征线信息与滚动球路径之间的关系,提出采用双向滚动球网络结构信息替代地形特征线结构信息的做法,直接借助滚动球沿TIN-DEM正反面滚动过程中的滚动路径,对Delaunay三角网进行局部改进。实验结果表明:该算法可有效将压盖的地形特征线信息表现在Delaunay三角网中,提高了TIN-DEM的地形特征信息表达程度。
【文章来源】：测绘科学. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
TIN-DEM矢量缓冲面
如图2所示,地形特征线(即山脊线和山谷线)是由地形特征点(P1点至P4点)连线形成的,在TIN-DEM缓冲面构建过程中,各地形特征点的等距离球面必将在矢量缓冲面上形成缓冲面剖分单元(图2上方实线部分),并且相邻的地形特征点的邻接关系与其缓冲面剖分单元的邻接关系是一致的。因此,地形特征线网络信息可被认为包含于滚动球路径网络中,并且山脊线网络信息包含于正向滚动球路径网络中,山谷线信息包含于反向滚动球网络中。对平面Delaunay三角网构网方式造成影响的地形弯曲度较大,但并未符合地形特征线形态特征的区域处的特征点也会在矢量缓冲面上形成缓冲面剖分单元,相邻的邻接关系也会体现在双向滚动球网络中。由上述分析可知,双向滚动球网络结构信息可完全替代地形特征线结构信息,以此来对平面Delaunay三角网进行优化改进,并且可以弥补非地形特征线区域处构网方式的缺陷。
如图3所示,假设滚动球从P1点出发,沿P1P2方向进行滚动,滚动至如图3中间图形所示状态时,滚动球同时与P1点和P2点接触,若继续滚动,滚动球将离开P1点且只与P2点接触。在图3中间图形所示状态下,若有其余采样点在滚动球范围之内,将会导致滚动球在滚动过程中提前被卡住,不能形成图3中间图形所示状态,即表明该滚动球不能沿P1P2方向进行滚动;若在图3中间图形所示状态下没有其余采样点在滚动球范围之内,则表明该滚动球可以沿P1P2方向进行滚动。以正向滚动球路径分析模型为例进行说明。根据图3中间图形所示,滚动球沿P1P2方向滚动,则球心O点应与P1P2边在同一垂直平面上,假设P1点的坐标为(x1,y1,z1),P2点的坐标为(x2,y2,z2),球心O点的坐标为(x,y,z),TIN-DEM中的三维空间最长三角形边的一半为滚动球半径r,d为P1P2之间的欧式距离,假设x1≠x2,则可得:
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于等高线的地形特征线提取方法[J]. 张尧,樊红,李玉娥. 测绘学报. 2013(04)
[2]基于滚动球模型的单值曲面缓冲体边界生成算法[J]. 董箭,彭认灿,郑义东,张立华. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(07)
[3]利用局部动态最优Delaunay三角网改进逐点内插算法[J]. 董箭,彭认灿,郑义东. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(05)
[4]滚动球变换的数字水深模型多尺度表达[J]. 董箭,彭认灿,张立华,李宁,贾帅东. 地球信息科学学报. 2012(06)
[5]提取地形特征线的形态学新方法[J]. 孔月萍,方莉,江永林,张跃鹏. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[6]基于Delaunay三角网的CBDT聚类算法研究[J]. 李静,陈立潮,成洪静,聂跃光. 计算机技术与发展. 2009(01)
[7]Delaunay三角形构网的分治扫描线算法[J]. 芮一康,王结臣. 测绘学报. 2007(03)
[8]地形建模中不规则三角网构建的优化算法研究[J]. 谭仁春,杜清运,杨品福,张珊珊. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(05)
[9]Delaunay三角网的生成算法研究[J]. 武晓波,王世新,肖春生. 测绘学报. 1999(01)
硕士论文
[1]基于DEM的地形特征线提取方法研究与应用[D]. 翁宏章.电子科技大学 2017
本文编号：2944738
【文章来源】：测绘科学. 2020年04期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
TIN-DEM矢量缓冲面
如图2所示,地形特征线(即山脊线和山谷线)是由地形特征点(P1点至P4点)连线形成的,在TIN-DEM缓冲面构建过程中,各地形特征点的等距离球面必将在矢量缓冲面上形成缓冲面剖分单元(图2上方实线部分),并且相邻的地形特征点的邻接关系与其缓冲面剖分单元的邻接关系是一致的。因此,地形特征线网络信息可被认为包含于滚动球路径网络中,并且山脊线网络信息包含于正向滚动球路径网络中,山谷线信息包含于反向滚动球网络中。对平面Delaunay三角网构网方式造成影响的地形弯曲度较大,但并未符合地形特征线形态特征的区域处的特征点也会在矢量缓冲面上形成缓冲面剖分单元,相邻的邻接关系也会体现在双向滚动球网络中。由上述分析可知,双向滚动球网络结构信息可完全替代地形特征线结构信息,以此来对平面Delaunay三角网进行优化改进,并且可以弥补非地形特征线区域处构网方式的缺陷。
如图3所示,假设滚动球从P1点出发,沿P1P2方向进行滚动,滚动至如图3中间图形所示状态时,滚动球同时与P1点和P2点接触,若继续滚动,滚动球将离开P1点且只与P2点接触。在图3中间图形所示状态下,若有其余采样点在滚动球范围之内,将会导致滚动球在滚动过程中提前被卡住,不能形成图3中间图形所示状态,即表明该滚动球不能沿P1P2方向进行滚动;若在图3中间图形所示状态下没有其余采样点在滚动球范围之内,则表明该滚动球可以沿P1P2方向进行滚动。以正向滚动球路径分析模型为例进行说明。根据图3中间图形所示,滚动球沿P1P2方向滚动,则球心O点应与P1P2边在同一垂直平面上,假设P1点的坐标为(x1,y1,z1),P2点的坐标为(x2,y2,z2),球心O点的坐标为(x,y,z),TIN-DEM中的三维空间最长三角形边的一半为滚动球半径r,d为P1P2之间的欧式距离,假设x1≠x2,则可得:
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于等高线的地形特征线提取方法[J]. 张尧,樊红,李玉娥. 测绘学报. 2013(04)
[2]基于滚动球模型的单值曲面缓冲体边界生成算法[J]. 董箭,彭认灿,郑义东,张立华. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(07)
[3]利用局部动态最优Delaunay三角网改进逐点内插算法[J]. 董箭,彭认灿,郑义东. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(05)
[4]滚动球变换的数字水深模型多尺度表达[J]. 董箭,彭认灿,张立华,李宁,贾帅东. 地球信息科学学报. 2012(06)
[5]提取地形特征线的形态学新方法[J]. 孔月萍,方莉,江永林,张跃鹏. 武汉大学学报(信息科学版). 2012(08)
[6]基于Delaunay三角网的CBDT聚类算法研究[J]. 李静,陈立潮,成洪静,聂跃光. 计算机技术与发展. 2009(01)
[7]Delaunay三角形构网的分治扫描线算法[J]. 芮一康,王结臣. 测绘学报. 2007(03)
[8]地形建模中不规则三角网构建的优化算法研究[J]. 谭仁春,杜清运,杨品福,张珊珊. 武汉大学学报(信息科学版). 2006(05)
[9]Delaunay三角网的生成算法研究[J]. 武晓波,王世新,肖春生. 测绘学报. 1999(01)
硕士论文
[1]基于DEM的地形特征线提取方法研究与应用[D]. 翁宏章.电子科技大学 2017
本文编号：2944738
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