4.TIN表面建模.ppt

主要内容 一、DEM地形表面重建的数学机理 一、DEM地形表面重建的数学机理 DEM表面重建通用多项式 基于点的表面建模 基于格网的表面建模 基于三角形的表面建模 二、TIN-地形表面重建原理与方法 不规则三角网建模概述 TIN的基本元素与类型 TIN的体系构成 Delaunary三角网（简称D_三角网） 祥解D_三角网LOP准则(1) 祥解D_三角网LOP准则(2) 2.2、TIN建模方法的分类和特点 2.3、散点的无约束TIN建模方法 2.3.1、D_三角网生成示例:分割合并算法 2.3.1、D_三角网生成示例:分割合并算法 凸壳生成算法 2.3.1、D_三角网生成示例:分割合并算法 2.3.2、三角网生长算法 2.3.3、逐点插入算法 2.3.3、逐点插入算法 散点无约束TIN建模算法性能比较 2.3.4、DT生成的其它方法(1) 2.3.4、DT生成的其它方法(2) 2.3.4、DT生成的其它方法(2) 2.4、约束D_三角网建模方法 约束D_三角网建模的目标 约束DT的三角化准则 带约束条件的D_三角网准则图示 2.4.2、约束DTIN建模的两步法(1) 2.4.2、约束DTIN建模的两步法(2) 2.4.2、约束DTIN建模的两步法(3) 多对角线交换循环算法实例 2.4.3、特征线的增点约束处理法 2.4.4、边界的约束处理法 2.5、根据等高线生成三角网（1） 2.5、根据等高线生成三角网（2） 2.6、规则数据生成三角网 2.6.1、直接法的不同连接结果图 2.6.2、VIPs提取法 2.6.3、最大Z容差法 最大Z容差的逐步精细算法 最大Z容差的启发丢弃算法 三、TIN-地形表面重建的个性问题 3.1、点在三角形中的快速查找方法 3.2、高效的空外接圆准则判别 尽管D_三角形构网的方法很多，满足最小角为最大的原则，可尽可能避免狭长三角形的出现。但Delaunay构网是对离散点集凸包的三角化，故在实际应用于DTM时会遇到以下几个须解决的问题： 在DTM中有一些网格必须经过的特征线，如山脊线、断裂 线、湖泊边缘线等； 欲三角化的点集范围是非凸区域，甚至存在内环。 T1T2为特征边，(a)为重构前三角化结果, (b)为重构后的三角化结果 全局优化构网后,可能会有跨越内外边界、特征约束线等 的非法三角形,必须对这些三角形进行约束处理。经处理后， 数据点的内外边界和特征约束线中的每一个边（段）都应成 为最终三角化结果中三角形的一条边。 带约束条件的D_法则 带约束条件的Lawson LOP交换 只有当三角形外接圆内不包含任何其他点，且其三个顶点 相互可视时，此三角形才是一个带约束条件的D_三角形。 只有在满足带约束条件的D_法则的条件下,由两相邻三角形 组成的凸四边形的局部最佳对角线才被选取。 对数据点及作为约束条件的断 裂线,可视图由互相可视的任意两点 连接而成。在可视图中,除在断裂线 的端点处外,连接线与任一断裂线都 不相交 。 约束TIN --Constrained Delaunay Triangulation,简为CDT. 插入约束线段ab和bc后带约束条件的Lawson LOP交换的完成 (a)新点p插入 (b)对角线交换 (c)结果三角网 是目前采用最多的CDT构建方法： 先构建无约束三角网，后引入约束线段（调整过程）。Sloan采用连续的对角线交换法实现约束线段的嵌入；Floriani的算法则采用简单多边形D三角化的方式实现之。 约束三角网的对角线交换迭代思想： 基本术语： 影响域：约束边所经三角形构成的区域； 对角线：影响域内每一条边； 起始点：约束边的一端点； 目标点：约束边的另一端点； 目标： 从起始点出发，按照一定的规则逐步交换对角线，最终使起始点和目标点相连。 基本思路： 从起始点出发，对遇到的每条对角线的可交换性进行判断，可交换就交换，不可交换就判断下一条，到达最后一条对角线后，第一轮交换结束。然后从头再来，开始下一轮，直到约束边的加入。 约束三角网的对角线交换迭代算法步骤： S1 形成初始D_三角网（可或不含约束线 段的顶点，但有不同处理）。 S2 对每一约束线段，检查是否已是三角 形的边；是则检查下一约束线段，否 则找出与该约束线段相交的所有三角 形边，存入相交边表中。 S3 交换相交边 ① 如共用相交边的两三角形构不成 严格的凸四边形，则该边仍放回