基于改进的不规则三角网的密集匹配点云滤波与应用

密集匹配点云作为一种新型数据,被广泛应用于各种地形图测绘生产,针对现阶段密集匹配点云滤波技术尚不成熟的问题,本文利用一种改进的不规则三角网加密滤波算法,通过建筑物立面选取地面种子点,结合高程排序构建不规则三角网进行地面点云滤波,并与传统不规则三角网加密滤波算法进行对比,结果表明:改进的算法在地面滤波过程中,选取的地面种子点更加准确。对于不同的地形,此算法具有一定的适用性,在地形平坦区域总误差为9.3%,地形复杂区域总误差为12.9%,匹配精度提升了20%~30%,取得了较好的滤波效果。

三维激光点云下的不规则三角网法土方计算及精度分析

不规则三角网法是土方量计算的常用方法,其计算精度受高程中误差、地形、三角网平均边长等因素的影响。为研究影响土方计算精度的因素,依据误差传播定律,建立不规则三角网法土方计算精度数学模型。实验部分使用地面三维激光扫描仪获取实地点云数据构建数字地面模型(digital terrain models,DTM)模拟真实地形得到区域土方量真值,然后利用不规则三角网法计算区域土方,对高程中误差、边长进行精度影响分析。实验表明三角网边长对土方量计算精度影响显著,需要严格把控;而高程中误差对土方量计算精度影响不明显,将点位的高程精度控制在厘米级即可。

基于不规则三角网的河网提取算法

本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。

采用不规则三角网插值进行土地整理项目前期平整土方量的计算

土地整理项目前期,要求快速高效地计算平整土方量。该文在一般现有地形图等高线与高程点的资料基础上,采用不规则三角网插值的方式进行等值线插值,基于插值后的等值线,采用不规则三角网剖分插值的方式进行数字高程模型的建立,并计算土方量。根据实测数据,数字高程模型精度符合要求,据此进行土方量的计算具有一定的精度,这种方法具有较高的可行性。

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。

顾及等高线和凹边界特征的不规则三角网生成方法

传统的不规则三角网生成算法会导致等高线凹边界处生成大量的狭长三角形,影响地形表达模型的准确性和合理性。该文提出了渐进式的三角网扩展生成方法,设计了三角网渐进式的扩展原则和具体的实现方案,发展了闭合扩展边链的提取和三角化的方法,构建了顾及等高线特征的Delaunary三角网模型,并应用某煤矿煤顶板数据进行了相关实验。结果表明:该方法既保留等高线的基本特征,又能有效地消除等高线凹边界处的狭长三角形。

一种非凸包边界约束不规则三角网生成算法

数字高程模型(DEM)模拟的大多数地形区域是多种类型区域镶嵌而成的复合体,且子区域的边界一般为非凸多边形,即三角网受到边界的约束。而目前已有的各种Delaunay三角网构网算法生成的不规则三角网的边界都是区域内采样点集的凸包,不能表达复合区域和边界为非凸多边形的区域。本文作者对三角网扩张法作了扩展,使之能够在任意多边形所包围的区域内生成不规则三角网。扩展后的算法具有步骤简单、适合任意多边形边界内生成不规则三角网的优点,而且该算法可用于"分块"式生成数据量较大的三角网,同时保证各"分块"之间完整的邻接关系。

利用不规则三角网法绘制三峡雨量等值线图

长江三峡区间降雨径流预报分析系统是能实时监测上下游区域雨水情信息并为三峡电厂优化调度和实时防洪调度决策提供可靠的基础依据的大型应用软件系统。雨量等值线图的绘制是该系统的一个研究开发子题。通过对雨量等值线图绘制的有关原理、国内目前所使用过的各种绘制方法及其存在的有关问题进行了研究,并进行了软件实现。针对等雨量线的绘制提出了一种新的思路,即基于具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品—MapX,利用不规则三角形网绘制等值线的方法在MapX图层上生成雨量等值线。此算法应用于长江三峡区间降雨径流预报分析系统的开发中,成图准确美观,有广阔的应用前景。

基于不规则三角网的分块地形网格生成算法

利用不规则三角网(TIN)拓扑灵活性,研究了一类基于TIN的分块地形网格生成算法.经典分块层次细节(LOD)程序采用基于半规则三角网(SRN)的网格生成算法,存在冗余顶点过多的缺陷.新算法基于Delaunay网格生成技术,可生成不包含任何冗余顶点的TIN.给出地形绘制算法总体框架以及基于SRN的分块地形网格生成算法,指出冗余节点的产生机理,讨论基于TIN的分块地形网格生成算法,重点研究基于Bowyer-Watson增量插点内核的Delaunay网格生成算法及其健壮性问题,同时给出三角形条带化的技术途径.实验结果表明,在典型的应用中,新算法能使简化后的分块地形网格规模降低3成左右,这不仅减少了中间文件大小,也有利于提升后续的绘制效率.

基于不规则三角网构建的网格生长算法

提出一种基于离散点Delaunay三角网快速构建的网格生长算法,采用分治算法将离散点表达为唯一网格,利用稀疏矩阵完成网格数据的压缩存储,通过标识码实现有值单元格与离散点之间的高效检索,从而提高网格构建的效率。依据有值单元格的密度获取预设正方形搜索空间,并在三角网扩展时根据需要动态建立正方形搜索空间,从而保证网格生长的准确性。实验结果表明,该算法的时间复杂度为O(nlogn),对于少量或海量离散点均具有较好的适应性。

不规则三角网数字水深模型缓冲面快速构建的滚动球加速优化算法

针对TIN_DDM缓冲面构建与应用中存在的数据类型特殊、算法效率与模型精度不匹配的问题,本文将滚动球模型应用扩展至TIN_DDM缓冲面的构建过程。在分析滚动球模型构建精度局限的基础上,建立了滚动球半径关联的滚动球模型整体精度控制方法;结合大数据量TIN_DDM缓冲面多次构建的应用效率需求,阐明了关键采样点与滚动球半径对TIN_DDM缓冲面构建效率的影响规律;设计了TIN_DDM缓冲面构建关键采样点的判定准则,建立了关键采样点与滚动球半径的数值关联关系;提出了一种基于滚动球加速优化模型的TIN_DDM缓冲面快速构建算法,算法时间复杂度为O(n)。试验结果表明:本文算法可实现任意缓冲半径条件下TIN_DDM缓冲面的多次快速构建,且算法精度控制在2σ内。

基于分块优化的不规则三角网的快速构成方法

采用基于分块的方式,提高了TIN的运行效率,并提出采用四边形对角线最短原则、增加内插点或减小块连接中距离阀值等优化处理方法,很好地改善了TIN的构网效果。实验结果表明,该算法建立的三角网无交叉和重复,并具有Delaunay三角网的特性,同时兼顾了空间和时间性能,具有较高的执行效率。

基于平面不规则三角网的DEM数据压缩与质量分析

针对构建的不规则三角网,依据相邻三角形法线向量之间的夹角为判断依据,给出一种基于平面不规则三角网(TIN)的DEM数据压缩方法。在详细推导了压缩准则的基础上,给出了压缩判断阈值的确定方法。为了说明该压缩方法能顾及地形特征,对压缩方法的可靠性作详细介绍,并说明了该方法的可行性。

一种快速生成DSM的不规则三角网构网新方法

针对目前存在的不规则三角网(triangulation irregular network,TIN)构网效率较低的问题提出了一种新的生成数字表面模型(digital surface model,DSM)的构网方法。首先,通过建立虚拟格网和格网插值,在线性时间内快速建立初始三角网。然后,对初始三角网中局部少量数据优化得到最终的TIN。最后,对数据进行冗余处理和密集处理,构造高分辨率的DSM。实验结果表明,该算法的构网效率高于当前存在的TIN构网方法,对于大数据量的DSM生成具有良好的适用性。

融合不规则三角网和遗传算法的大洋科考航线设计方法

针对由于高耗时而无法使用精确方法的大洋科考航线设计问题,提出一种融合不规则三角网和遗传算法的航线设计方法(TIN-GA).该方法由港口、作业区和拐点生成不规则三角网(TIN),遍历搜索TIN中的所有路径,并将搜索获得的路径作为遗传算法初始路径种群的一部分参与优化繁殖,由进化结果生成航线.TIN将距离较近的点连接为三角形的边,具有很好的描述点邻近关系的自适应性,因此TIN中的路径必是所有可能路径中相对较优的路径.将这些路径作为初始路径种群的一部分能够加速遗传算法的收敛速度,并提高结果的最优性.大量仿真实验表明,该方法具有比遍历方法更高的效率,同时能够获得比遗传算法更优的结果.

基于拓扑追踪的不规则三角网裁剪算法

针对地质建模中常见的空间曲线(如断层线、断层多边形、等值线等)提出一种较为通用的空间曲线裁剪三角网算法,并给出合理的空间裁剪曲线定义。利用依附于三角网上的空间曲线,沿着三角网进行拓扑追踪,并沿追踪轨迹进行分离,最终实现三角网的裁剪。该算法对开曲面、闭曲面、复杂地质曲面裁剪效果都很好,算法复杂度低,易于编程,适用于绝大多数的地质曲线对不规则三角网的裁剪。

不规则三角网(TIN)在流域坡面汇流分析中的应用

数字高程模型 (DEM)的地形解析能力在提取地貌特征中的应用已经十分广泛 ,流域的坡面汇流分析及径流的数字模拟工作也随之展开。但是目前分析中常用的方格网络模型、等高线网络模型和不规则三角网络模型在应用中都存在着很大的缺陷 ,因此本文提出了一种融合方格网络和等高线网络的 DEM- TIN网络模型 ,该模型具有上述三种模型的优点。同时以 DEM数据和数字线划图 (DL G)为基础 ,设计了这种模型的简易生成算法。

基于凸包切割的不规则三角网及其邻接关系的生成算法

不规则三角网(TIN)是一种重要的数字高程模型,它一般是基于离散采样点来构建的;构建TIN的算法可归结为由二维平面内的离散点生成Delaunay三角网.目前有很多Delaunay三角网生成算法,但不足之处是已有的算法对三角形之间邻接关系的维护缺乏具体的论述和明确的约定.作者按照凸包切割的思想提出了一种完整的算法,并对三角网的生成和三角形邻接关系维护的具体步骤和约定做了详细论述.编程实验表明:本算法能够正确地将凸包剖分为三角形,且能够保证三角形之间具有正确的邻接关系;当将剩余的非凸包顶点的离散点插入已有的三角形时,仍能保持三角形之间的正确邻接关系.

一种基于不规则三角网的地层等值线绘制方法

等值线图是地图学中最常用的地理要素,是地质资源信息系统中最基础和常见的数据表示形式。针对地质模型其地层可视化的特点,研究和分析传统等值线追踪方法的不足,提出一种基于不规则三角网的等值线分类追踪算法。该方法对数据存储模式进行了简化处理,并结合实际应用要求在VC++与Open Scene Graph的开发环境下,实现了等值线的绘制。通过建立地层属性的映射规则,对等值线图进行了填充,达到了地层三维可视化的真实效果,以某采油厂地层离散数据为例,验证了等值线追踪算法的可行性和正确性。

顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法

在讨论不规则三角网插值方法特点和地形基本特征的基础上,提出了顾及地形特征的不规则三角网二次插值方法。这种插值方法同时兼顾地形特征、插值精度和计算速度,还根据地形特征对不规则三角网进行了编码分类,就各类型的不规则的插值计算提出了解决方案。