CN107564100B - 一种等高线生成平滑实体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等高线生成平滑实体的方法，包括步骤：(1)检验并纠错待使用的等高线；(2)以Delaunay三角剖分算法将所述等高线转换成Delaunay三角网；(3)查询所述Delaunay三角网中的钝角三角形，对所述钝角三角形采用Grid格点加密，使其转换成Grid矩阵网格，则生成平滑实体。其中步骤(3)的具体步骤为：遍历所有三角形，建立索引地理编号；当三角形为钝角三角形且钝角大于120°时，根据索引地理编号对所述钝角三角形和周边进行Grid格点按照行列矩阵加密；删除所述钝角三角形，即得平滑实体。本发明生成的实体表面为局部光滑的曲面，且能提供更为明显的地表特征，大大提高了该平滑实体高性能集群计算的资源利用率和结果收敛率。

Description

一种等高线生成平滑实体的方法
技术领域
本发明涉及等高线技术领域，特别是涉及一种等高线生成平滑实体的方法。
背景技术
等高线作为重要的空间地理信息和赖以进行地形分析的核心数据，已在测绘、资源与环境，灾害防治、国防等科研及经济领域发挥着巨大的作用。等高线转换成数字高程模型，其数字高程模型质量的优劣是核心问题，然而转换后的数字高程模型能否逼真的表现地表是问题的关键所在。
以Delaunay方式构成的不规则三角网，是常用来表现地形表面的主要方法，其具有整场信息冗余量小，地表网格逼近性强等优势。但该方法存在表面模型单一、表面不光滑、一阶导数不连续的问题。
本发明就是针对其上述所存在的问题，创设一种新的等高线生成平滑实体的方法，使其生成的地表实体更平滑、地标特征更明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种等高线生成平滑实体的方法，使其生成的地表实体更平滑、地标特征更明显，从而克服现有的生成地表实体方法的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种等高线生成平滑实体的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)检验并纠错待使用的等高线；
(2)以Delaunay三角剖分算法将所述等高线转换成Delaunay三角网；
(3)查询所述Delaunay三角网中的钝角三角形，对所述钝角三角形
采用Grid格点加密，使所述钝角三角形转换成Grid矩阵网格，则生
成平滑实体。
作为本发明的一种改进，所述步骤(1)中，遍历所有待使用的等高线的高程值，去除所述等高线中具有错误信息的等高线。
进一步改进，所述等高线的错误信息包括空值、等高线交叉信息。
进一步改进，所述步骤(2)中，按照空心圆法则生成所述Delaunay三角网的具体方法步骤如下：
A1.以任意等高线拐点为起点，查找距离此点最近的第二点，连线所述起点与第二点；
A2.继续寻找距离所述第二点最近的第三点，连线所述第二点与第三点以及起点与第三点，生成三角形；
A3.以所述步骤A2中生成的三角形任一点作为第二点，继续按照所述步骤A2寻找第三点，依次外推，生成Delaunay三角网。
进一步改进，所述步骤(3)中，对所述钝角三角形采用Grid格点加密的具体步骤如下：
B1.遍历所有Delaunay三角网中的三角形，建立索引地理编号；
B2.当三角形为钝角三角形且钝角大于120°时，根据索引地理编号对所述钝角三角形和周边进行Grid格点按照行列矩阵加密；
B3.删除所述钝角三角形；
B4.所述行列矩阵外围按照空心圆法则构建三角网，内部生成Grid网格。
进一步改进，所述步骤(3)中，生成的平滑实体按照STL实体网格格式表示，所述STL实体网格按照三维坐标自动生成x格点、y格点和z格点，则形成集群仿真模拟。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
本发明通过采用Grid格点加密的方法消除Delaunay三角网中过于细长的钝角三角形，以行列矩阵来替代细长的钝角三角形，使生成的实体表面为局部光滑的曲面，且能提供更为明显的地表特征，克服了现有技术中采用不光滑的Delaunay三角网可能产生大量的运算耗费和难于收敛的情况，大大提高了其高性能集群计算的资源利用率和结果收敛率。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明等高线生成平滑实体的方法的流程示意图。
具体实施方式
参照附图1所示，本实施例等高线生成平滑实体的方法，包括如下步骤：
(1)检验并纠错待使用的等高线
遍历所有等高线高程值，要求去除等高线错误信息，如空值、等高线交叉等，保证每条等高线具有明确的实际物理意义。
(2)以Delaunay三角剖分算法将所述等高线转换成Delaunay三角网；
具体的，按照空心圆法则生成所述Delaunay三角网的具体步骤如下：
A1.以任意等高线拐点为起点，查找距离此点最近的第二点，连线所述起点与第二点；
A2.继续寻找距离所述第二点最近的第三点，连线所述第二点与第三点以及起点与第三点，生成三角形；
A3.以所述步骤A2中生成的三角形任一点作为第二点，继续按照所述步骤A2寻找第三点，依次外推，生成Delaunay三角网。
(3)查询所述Delaunay三角网中的钝角三角形，对所述钝角三角形采用Grid格点加密，使所述钝角三角形转换成Grid矩阵网格，则生成平滑实体。
其中，对所述钝角三角形采用Grid格点加密的具体步骤如下：
B1.遍历所有Delaunay三角网中的三角形，建立索引地理编号；
B2.当三角形为钝角三角形且钝角大于120°时，根据索引地理编号对所述钝角三角形和周边进行Grid格点按照行列矩阵加密；
B3.删除所述钝角三角形；
B4.所述行列矩阵外围按照空心圆法则构建三角网，内部生成Grid网格。
还有步骤(3)中，生成的平滑实体按照STL实体网格格式表示，所述STL实体网格按照三维坐标自动生成x格点(水平坐标x方向)、y格点(水平坐标y方向)和z格点(垂向坐标z方向)，则形成集群仿真模拟。
本发明为一种将实体局部采用Grid格点行列对Delaunay三角网自动加密的方法，用于将等高线转化为光滑实体，为解决Delaunay三角网生成的实体表面不平滑，计算效率不高的问题提供了有利条件，使生成的实体表面光滑，且提供的地表特征更为明显，大大提高了其高性能集群计算的资源利用率和结果收敛率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种等高线生成平滑实体的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)检验并纠错待使用的等高线；
(2)以Delaunay三角剖分算法将所述等高线转换成Delaunay三角网；
其中，按照空心圆法则生成所述Delaunay三角网的具体方法步骤如下：
A1.以任意等高线拐点为起点，查找距离此点最近的第二点，连线所述起点与第二点；
A2.继续寻找距离所述第二点最近的第三点，连线所述第二点与第三点以及起点与第三点，生成三角形；
A3.以所述步骤A2中生成的三角形任一点作为第二点，继续按照所述步骤A2寻找第三点，依次外推，生成Delaunay三角网；
(3)查询所述Delaunay三角网中的钝角三角形，对所述钝角三角形采用Grid格点加密，使所述钝角三角形转换成Grid矩阵网格，则生成平滑实体；
其中，对所述钝角三角形采用Grid格点加密的具体步骤如下：
B1.遍历所有Delaunay三角网中的三角形，建立索引地理编号；
B2.当三角形为钝角三角形且钝角大于120°时，根据索引地理编号对所述钝角三角形和周边进行Grid格点按照行列矩阵加密；
B3.删除所述钝角三角形；
B4.所述行列矩阵外围按照空心圆法则构建三角网，内部生成Grid网格；
还有，生成的平滑实体按照STL实体网格格式表示，所述STL实体网格按照三维坐标自动生成x格点、y格点和z格点，则形成集群仿真模拟。
2.根据权利要求1所述的一种等高线生成平滑实体的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，遍历所有待使用的等高线的高程值，去除所述等高线中具有错误信息的等高线。
3.根据权利要求2所述的一种等高线生成平滑实体的方法，其特征在于，所述等高线的错误信息包括空值、等高线交叉信息。
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