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文檔簡介
1、基于三角網(wǎng)生長法的基于三角網(wǎng)生長法的Delaunay三角網(wǎng)生成算法三角網(wǎng)生成算法【摘要】【摘要】論文簡要介紹了Delaunay三角網(wǎng)的性質(zhì)以及基本生成算法,并重點介紹了三角網(wǎng)生長法的基本原理和算法步驟,并通過設計合理的數(shù)據(jù)結構,對算法進行實現(xiàn)。對算法進行分析并提出通過構建格網(wǎng)索引,進一步提高三角網(wǎng)生成效率?!娟P鍵詞】三角網(wǎng)生長法【關鍵詞】三角網(wǎng)生長法擴展擴展TIN格網(wǎng)索引格網(wǎng)索引1.引言引言數(shù)字地形模型DTM(DigitalTerrai
2、nModel)是指對地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達,是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述[1]。DTM是GIS的基礎數(shù)據(jù)來源,可用于土地利用現(xiàn)狀的分析、合理規(guī)劃及洪水險情預報等。DTM地形屬性為高程時稱為數(shù)字高程模型(DEM)。DEM主要的三種表示模型為規(guī)則格網(wǎng)模型、等高線模型、不規(guī)則三角網(wǎng)模型(TriangularIrregularwk簡稱TIN)。數(shù)字化等高線模型不適合計算坡度或制作地貌渲染圖等地形分析,規(guī)則格網(wǎng)數(shù)據(jù)結構簡單,
3、計算方便;但存在數(shù)據(jù)冗余,數(shù)據(jù)采集較麻煩,難以表達復雜地形等缺陷。TIN即能夠避免平坦地形時數(shù)據(jù)冗余,也能表達復雜地形,可以根據(jù)任意地形特征點表示DEM,因此被廣泛應用。Delaunay三角剖分能最大程度的接近等邊三角形,避免狹長三角形,并且能保持三角網(wǎng)的唯一性,使其成為生成TIN的最佳選擇。本論文將簡要介紹和比較幾種常用的Delaunay三角網(wǎng)生成算法(逐點插入法,三角網(wǎng)生長法,分割合并算法等),并且對三角網(wǎng)生長法算法原理進行研究分析
4、和程序實現(xiàn)。2.Delaunay三角網(wǎng)的性質(zhì)三角網(wǎng)的性質(zhì)Delaunay三角網(wǎng)中的三角形必須滿足以下幾個性質(zhì):(1)空圓特性每一個Delaunay三角形的外接圓不包括Delaunay三角網(wǎng)中的任何其他點。在后續(xù)詳細講述。3.4幾種算法的比較幾種算法的比較逐點插入算法和分割合并算法都較之三角網(wǎng)生長法,效率高。三角網(wǎng)生長法,雖每次都是生成Delaunay三角形,但是每次都得遍歷剩余的所有點,搜索到符合條件的第三點。因此效率不高,故可以通過改
5、進其點的搜索策略來提高其生成效率。逐點插入法,在三角網(wǎng)生成后期,隨著點數(shù)的增多,其會使得三角形生成速率大大降低。分割合并思想較之前面兩種算法最好,但是其精髓在于如何合理分塊,如何快速有效得進行子網(wǎng)合并和優(yōu)化。除了上述三種生成算法,還有凸包法,分治算法等,具體可以參照相關文獻。4.三角網(wǎng)生成算法三角網(wǎng)生成算法4.1算法原理算法原理三角網(wǎng)生長算法是在生成的初始三角形的基礎上擴展三角網(wǎng),初始三角形通過選擇最短邊和與最短邊構成最大角的點構成第一
6、個三角形,然后取第一個三角形的三條邊按照Delaunay三角網(wǎng)的特性進行擴展三角網(wǎng)。4.2算法實現(xiàn)算法實現(xiàn)對于算法的程序實現(xiàn),主要需要考慮如何設計合理的數(shù)據(jù)結構,算理清法步驟,掌握程序語言。以下將從數(shù)據(jù)結構,算法步驟以及程序問題逐一進行闡述。4.2.1數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構算法的實現(xiàn)以及算法的執(zhí)行效率與設計的數(shù)據(jù)結構有密切的關系,一個良好的數(shù)據(jù)結構有利于對數(shù)據(jù)進行高效的管理(存儲和檢索),從而提高算法的執(zhí)行效率。(1)離散點結構離散點主要存儲
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