滾動球路徑模型的Delaunay三角網(wǎng)局部優(yōu)化算法
發(fā)布時間:2020-12-29 01:30
針對由Delaunay三角網(wǎng)所構(gòu)建的TIN-DEM中地形特征線被壓蓋的現(xiàn)象,該文摒棄以往先提取地形特征線再約束構(gòu)建Delaunay三角網(wǎng)的做法,通過分析地形特征線信息在TIN-DEM雙向緩沖面上的體現(xiàn),探究了地形特征線信息與滾動球路徑之間的關系,提出采用雙向滾動球網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)信息替代地形特征線結(jié)構(gòu)信息的做法,直接借助滾動球沿TIN-DEM正反面滾動過程中的滾動路徑,對Delaunay三角網(wǎng)進行局部改進。實驗結(jié)果表明:該算法可有效將壓蓋的地形特征線信息表現(xiàn)在Delaunay三角網(wǎng)中,提高了TIN-DEM的地形特征信息表達程度。
【文章來源】:測繪科學. 2020年04期 北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
TIN-DEM矢量緩沖面
如圖2所示,地形特征線(即山脊線和山谷線)是由地形特征點(P1點至P4點)連線形成的,在TIN-DEM緩沖面構(gòu)建過程中,各地形特征點的等距離球面必將在矢量緩沖面上形成緩沖面剖分單元(圖2上方實線部分),并且相鄰的地形特征點的鄰接關系與其緩沖面剖分單元的鄰接關系是一致的。因此,地形特征線網(wǎng)絡信息可被認為包含于滾動球路徑網(wǎng)絡中,并且山脊線網(wǎng)絡信息包含于正向滾動球路徑網(wǎng)絡中,山谷線信息包含于反向滾動球網(wǎng)絡中。對平面Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式造成影響的地形彎曲度較大,但并未符合地形特征線形態(tài)特征的區(qū)域處的特征點也會在矢量緩沖面上形成緩沖面剖分單元,相鄰的鄰接關系也會體現(xiàn)在雙向滾動球網(wǎng)絡中。由上述分析可知,雙向滾動球網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)信息可完全替代地形特征線結(jié)構(gòu)信息,以此來對平面Delaunay三角網(wǎng)進行優(yōu)化改進,并且可以彌補非地形特征線區(qū)域處構(gòu)網(wǎng)方式的缺陷。
如圖3所示,假設滾動球從P1點出發(fā),沿P1P2方向進行滾動,滾動至如圖3中間圖形所示狀態(tài)時,滾動球同時與P1點和P2點接觸,若繼續(xù)滾動,滾動球?qū)㈦x開P1點且只與P2點接觸。在圖3中間圖形所示狀態(tài)下,若有其余采樣點在滾動球范圍之內(nèi),將會導致滾動球在滾動過程中提前被卡住,不能形成圖3中間圖形所示狀態(tài),即表明該滾動球不能沿P1P2方向進行滾動;若在圖3中間圖形所示狀態(tài)下沒有其余采樣點在滾動球范圍之內(nèi),則表明該滾動球可以沿P1P2方向進行滾動。以正向滾動球路徑分析模型為例進行說明。根據(jù)圖3中間圖形所示,滾動球沿P1P2方向滾動,則球心O點應與P1P2邊在同一垂直平面上,假設P1點的坐標為(x1,y1,z1),P2點的坐標為(x2,y2,z2),球心O點的坐標為(x,y,z),TIN-DEM中的三維空間最長三角形邊的一半為滾動球半徑r,d為P1P2之間的歐式距離,假設x1≠x2,則可得:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種基于等高線的地形特征線提取方法[J]. 張堯,樊紅,李玉娥. 測繪學報. 2013(04)
[2]基于滾動球模型的單值曲面緩沖體邊界生成算法[J]. 董箭,彭認燦,鄭義東,張立華. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2013(07)
[3]利用局部動態(tài)最優(yōu)Delaunay三角網(wǎng)改進逐點內(nèi)插算法[J]. 董箭,彭認燦,鄭義東. 武漢大學學報(信息科學版). 2013(05)
[4]滾動球變換的數(shù)字水深模型多尺度表達[J]. 董箭,彭認燦,張立華,李寧,賈帥東. 地球信息科學學報. 2012(06)
[5]提取地形特征線的形態(tài)學新方法[J]. 孔月萍,方莉,江永林,張躍鵬. 武漢大學學報(信息科學版). 2012(08)
[6]基于Delaunay三角網(wǎng)的CBDT聚類算法研究[J]. 李靜,陳立潮,成洪靜,聶躍光. 計算機技術與發(fā)展. 2009(01)
[7]Delaunay三角形構(gòu)網(wǎng)的分治掃描線算法[J]. 芮一康,王結(jié)臣. 測繪學報. 2007(03)
[8]地形建模中不規(guī)則三角網(wǎng)構(gòu)建的優(yōu)化算法研究[J]. 譚仁春,杜清運,楊品福,張珊珊. 武漢大學學報(信息科學版). 2006(05)
[9]Delaunay三角網(wǎng)的生成算法研究[J]. 武曉波,王世新,肖春生. 測繪學報. 1999(01)
碩士論文
[1]基于DEM的地形特征線提取方法研究與應用[D]. 翁宏章.電子科技大學 2017
本文編號:2944738
【文章來源】:測繪科學. 2020年04期 北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
TIN-DEM矢量緩沖面
如圖2所示,地形特征線(即山脊線和山谷線)是由地形特征點(P1點至P4點)連線形成的,在TIN-DEM緩沖面構(gòu)建過程中,各地形特征點的等距離球面必將在矢量緩沖面上形成緩沖面剖分單元(圖2上方實線部分),并且相鄰的地形特征點的鄰接關系與其緩沖面剖分單元的鄰接關系是一致的。因此,地形特征線網(wǎng)絡信息可被認為包含于滾動球路徑網(wǎng)絡中,并且山脊線網(wǎng)絡信息包含于正向滾動球路徑網(wǎng)絡中,山谷線信息包含于反向滾動球網(wǎng)絡中。對平面Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)方式造成影響的地形彎曲度較大,但并未符合地形特征線形態(tài)特征的區(qū)域處的特征點也會在矢量緩沖面上形成緩沖面剖分單元,相鄰的鄰接關系也會體現(xiàn)在雙向滾動球網(wǎng)絡中。由上述分析可知,雙向滾動球網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)信息可完全替代地形特征線結(jié)構(gòu)信息,以此來對平面Delaunay三角網(wǎng)進行優(yōu)化改進,并且可以彌補非地形特征線區(qū)域處構(gòu)網(wǎng)方式的缺陷。
如圖3所示,假設滾動球從P1點出發(fā),沿P1P2方向進行滾動,滾動至如圖3中間圖形所示狀態(tài)時,滾動球同時與P1點和P2點接觸,若繼續(xù)滾動,滾動球?qū)㈦x開P1點且只與P2點接觸。在圖3中間圖形所示狀態(tài)下,若有其余采樣點在滾動球范圍之內(nèi),將會導致滾動球在滾動過程中提前被卡住,不能形成圖3中間圖形所示狀態(tài),即表明該滾動球不能沿P1P2方向進行滾動;若在圖3中間圖形所示狀態(tài)下沒有其余采樣點在滾動球范圍之內(nèi),則表明該滾動球可以沿P1P2方向進行滾動。以正向滾動球路徑分析模型為例進行說明。根據(jù)圖3中間圖形所示,滾動球沿P1P2方向滾動,則球心O點應與P1P2邊在同一垂直平面上,假設P1點的坐標為(x1,y1,z1),P2點的坐標為(x2,y2,z2),球心O點的坐標為(x,y,z),TIN-DEM中的三維空間最長三角形邊的一半為滾動球半徑r,d為P1P2之間的歐式距離,假設x1≠x2,則可得:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種基于等高線的地形特征線提取方法[J]. 張堯,樊紅,李玉娥. 測繪學報. 2013(04)
[2]基于滾動球模型的單值曲面緩沖體邊界生成算法[J]. 董箭,彭認燦,鄭義東,張立華. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2013(07)
[3]利用局部動態(tài)最優(yōu)Delaunay三角網(wǎng)改進逐點內(nèi)插算法[J]. 董箭,彭認燦,鄭義東. 武漢大學學報(信息科學版). 2013(05)
[4]滾動球變換的數(shù)字水深模型多尺度表達[J]. 董箭,彭認燦,張立華,李寧,賈帥東. 地球信息科學學報. 2012(06)
[5]提取地形特征線的形態(tài)學新方法[J]. 孔月萍,方莉,江永林,張躍鵬. 武漢大學學報(信息科學版). 2012(08)
[6]基于Delaunay三角網(wǎng)的CBDT聚類算法研究[J]. 李靜,陳立潮,成洪靜,聶躍光. 計算機技術與發(fā)展. 2009(01)
[7]Delaunay三角形構(gòu)網(wǎng)的分治掃描線算法[J]. 芮一康,王結(jié)臣. 測繪學報. 2007(03)
[8]地形建模中不規(guī)則三角網(wǎng)構(gòu)建的優(yōu)化算法研究[J]. 譚仁春,杜清運,楊品福,張珊珊. 武漢大學學報(信息科學版). 2006(05)
[9]Delaunay三角網(wǎng)的生成算法研究[J]. 武曉波,王世新,肖春生. 測繪學報. 1999(01)
碩士論文
[1]基于DEM的地形特征線提取方法研究與應用[D]. 翁宏章.電子科技大學 2017
本文編號:2944738
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