TIN构建算法的研究及OpenGL下三维可视化

论文对TIN的构建算法进行了研究,提出了一种基于自适应分块建立网格索引的算法。借助于该算法的特点得出了一种空外接圆判断的简易表达式,简化了TIN的优化过程,提高了构网速度。同时在OpenGL开放式三维环境下,进行光照渲染等处理,实现了地形的三维可视化。     

TIN构建算法的研究及0penGL下三维可视化

论文对TIN的构建算法进行了研究，提出了一种基于自适应分块建立网格索引的算法。借助于该算法的特点得出了一种空外接圆判断的简易表达式，简化了TIN的优化过程，提高了构网速度。同时在OpenGL开放式三维环境下，进行光照渲染等处理，实现了地形的三维可视化。     

基于OpenGL的TIN构建方法研究

根据逐点插入算法的思路,建立构建TIN的三维点、三角形和动态数组数据模型,在VC++6.0软件开发平台上基于OpenGL编程实现逐点插入算法,完成TIN模型的显示和信息查询功能。     

TIN快速求交算法及其应用研究*

煤矿床地表与地质层面模型通常采用TIN表示,交线作为层面模型交叉部分的特征描述,在模型构建及后续的应用分析中都具有十分重要的作用。根据基于层面模型编制露天煤矿采剥计划的需要,提出并实现了一种基于空间索引与碰撞检测的TIN快速求交算法,算法通过建立TIN空间格网索引,使相交测试仅限于映射在同一个空间格网单元内的三角形对之间,在计算交线时,进一步应用AABB包围盒碰撞检测技术快速剔除不相交三角形对,并分别采用“边—面”及改进的“边—边”求交算法计算异面与共面三角形交线,最后,根据交线段之间的空间邻接关系实现交线的快速分离。实验分析表明,算法整体时间效率较基于OBBTree的TIN求交算法高,并在露天煤矿采剥计划CAD软件系统中应用于计划线生成、运输道路设计、追踪等值线、切割剖面等设计实践,提高了在三维图形环境下采剥计划设计的精度与可靠性。     

GRID转换为TIN的选点算法

GRID和TIN是GIS的两种重要的数据表示方式。该文设计了一种新的GRID转换为TIN的过程中点的选取算法。该算法根据Delaunay三角形的特点，分别从平面、横向、纵向3个方面进行判断选取适当的点。在判断过程中，采用“回溯”的方法，尽量减少生成TIN的点，通过实验验证，与ARC/INFO系统相比，对同样的GRID格式文件转换为TIN格式时选取的点更少，从而大大减少了数据冗余。     

约束TIN在土石方工程三维辅助设计中的应用

为适应水利水电领域土石方工程设计高效、直观的需求,提出基于约束不规则三角形网格(TIN)的土石方工程计算机三维辅助设计的集成建模方法.通过开发具有输入输出、图形预处理、约束TIN建模、挖填方量计算等功能的土石方工程三维辅助设计程序,能够方便快捷地实现土石方工程设计成果三维可视化建模和工程完建形象的直观显示,为设计和决策者进行工程土石方量计算、土石方调配平衡分析提供依据,三维辅助设计成果也可作为组织开挖施工的可视化决策信息.     

基于TIN的三维地质建模研究

将三维地质建模技术用于地质分析,提出一种基于TIN的建模方法。采用带断层约束的三角剖分算法,实现海量数据Delaunay三角剖分,建立地质层面模型,以地层和断层为约束,根据层序地层学原理,按层序网格表征方式细分地层,建立层序模型,并在结构模型的基础上,使用距离加权反比法估算网格结点的属性,建立地质体属性模型。     

TIN的生成和存储算法

TIN是GIS中进行各种表面分析的基础。本文通过分析ARC／INFO系统中TIN的数据结构,提出了一种效率较高的TIN的生成和存储算法。该算法与ARC／INFO系统对应的算法相比主要有两个优点：（1）加快了生成TIN的速度;（2）减少了数据冗余。     

TIN的生成和存储算法

TIN是GIS中进行各种表面分析的基础。本文通过分析ARC/INFO系统中TIN的数据结构,提出了一种效率较高的TIN的生成和存储算法。该算法与ARC/INFO系统对应的算法相比主要有两个优点：（1）加快了生成TIN 的速度;（2）减少了数据冗余。     

限定TIN与CSG集成仿真模型生成算法研究

为了有效地组织和管理三维GIS空间数据，实现对三维空间实体高效、完整地表达，提出了限定不规则三角网（TIN）与构造实体几何（CSG）集成的仿真建模算法。采用TIN模型描述地形，CSG模型描述建筑物，通过抽取建筑物地面轮廓线作为地形三角剖分时的限定约束条件，将两种模型有机集成在一起。同时，实现了两类模型可视化渲染操作的同步进行。仿真试验结果表明，算法在保证模拟精度的前提下，能有效地简化建模过程，在一定程度上降低了可视化渲染计算的复杂度。     

GIS中基于拓扑结构和凸壳技术的快速TIN生成算法

该文提出了一种针对散乱点集的快速生成TIN的算法，该算法首先对散乱点集按扫描线方式排序，然后利用凸壳技术，以排序后的点为着眼点，通过依次扫描各点快速地将有序列集进行三角联网，最后利用拓扑结构快速地将其优化为TIN。在三角网联结过程中由于充分利用了有序点子集的凸壳特性，避免了所有的交点测试，并且加入点联结合理三角形时的判断次数与原始点集的点数无关，只与点集的平面分布结构有关，从而保证了对海量散乱点集生成TIN的效率，该文不算法进行了具体实现，并在实际项目中进行了成功的应用，证明了算法具有可操作性和较强的实用性。     

多视立体密集匹配点云的三维TIN构建算法

针对多视立体密集点云(航空影像多视匹配得到的点云)数据海量、分布散乱造成构建三维TIN(Triangulated Irregular Network)效率低、错误率高以及适应性低的问题,提出一种自适应多视立体密集匹配点云的三维TIN的构建算法。该算法对二维构网方法进行改进,使算法适应不同地形的三维TIN构建。算法首先对密集匹配得到的点云进行自适应的分块索引,快速构建第一个三角形,然后对使用次数为1的边进行排序,对优先级最高的边进行扩展,生成新的三角形。在构建新三角形的过程中,为了避免三维空间内三角形的空间相交或包含(一定角度范围内),引入快速空间三角形相交检测方法,同时引进封闭点、封闭边以及封闭块的概念,动态删除封闭的点和封闭边,减少搜索次数,加快三维三角形的构建过程。实验结果表明,该算法对于城市地区起伏较大的地区构建的三维TIN,具有很高的适应性和效率。     

军事地质信息可视化与分析

提出了军事地质信息数字化与三维可视化方法,采用三维可视化技术实现了军事地质信息的三维建模与可视化表达,设计了生成带约束条件TIN的三角剖分算法。工程应用结果表明,该方法可为直观描述军事地质构造的空间分布及其相互关系,以及进行工程地质交互设计提供有效的途径。地质科学用真三维反映地下地质信息,能够帮助作战指挥人员发现常规手段难以发现的地质现象和做出战争决策,具有十分重要的科学价值和明显的实用意义。     

基于空间索引与碰撞检测的TIN求交算法

针对三维矿床地质模型构建及后续应用分析中的需求,提出一种基于空间索引与碰撞检测的不规则三角网(TIN)快速求交算法。通过建立TIN模型的空间格网索引,将相交测试与计算限定在映射于同一个空间格网单元内的三角形对之间,在求交计算过程中,应用包围盒碰撞检测方法快速剔除不相交三角形对,并分别采用边-面及改进的边-边求交算法计算异面与共面三角形交线,并根据交线段之间的空间邻接关系完成交线的快速分离。实验及应用结果表明,该算法效率高、运行稳定、计算结果可靠,能够满足大规模TIN快速求交计算的需要。     

不规则DEM数据转换为TIN模型算法探讨及可视化

空间数据分析和建模是地理信息系统的核心,DEM是空间数据的重要内容。TIN模型是DEM中存储和表示非规则数据的理想模型。好的TIN算法能快速逼真地显示与模拟地貌三维信息。从构建优越的DEM模型可导出其他地形要素。     

基于四叉树结构索引的约束TIN的构建

提出了一个用四义树索引对平面区域进行划分并在此基础上用前沿推进法实现平面点集TIN构建的算法。对于实际应用中所遇到的数据，四叉树索引能够在有限层次内对平面区域进行有效划分，从而保证了TIN构建程序的运行效率。该算法能适用于任意的初始边界约束条件，并对边界和点集的分布特征具有良好的适应能力，因此该算法适用于复杂地形的DTM建模。     

基于四面体的三维地质模型剖切算法研究

为了获取三维地质体任意方向的剖面图,在四面体建模的基础上,利用面与面之间的相切关系以及四面体剖切后拓扑关系的一致性,在三角形自分解基础上完成了三维地质体的任意剖切,并在VC环境下利用OpenGL对该剖切进行了显示。仿真结果表明,该方法实现了三维地质体任意方向的剖切处理,提高了绘制地质剖面图的效率。     

道路模型与TIN地形无缝融合算法研究

结合道路实时三维可视化系统的研发,本文提出了道路模型与TIN地形模型无缝融合的总体思路,并对融合过程中的几个关键算法进行了优化和改进.采用网格索引来组织地形数据,利用方向线段来优化查找点所在三角形算法,对约束多边形嵌入算法进行了优化和改进,并针对道路边界为任意多边形的特点,提出了快速删除道路边界多边形内的地形三角形的方法.经实例验证,本文提出的道路模型与地形模型无缝融合算法高效、稳定,可以满足实时三维可视化系统需要.     

基于约束D-三角网的TIN构建技术研究

在GIS领域中,由于Delaunay三角网在描述地表形态方面有很大的优势,所以常被用于生成不规则三角形网(TIN).对约束TIN的构建过程进行了研究,并对其中的逐点插入算法和强行约束线算法从实现上进行了改进,提高了构网的速度.     

基于TIN的潜水层三维建模仿真应用

地下水过度开采已经导致许多城市和地区发生地面沉降、环境恶化等严重地质灾害问题.依据监测点提供的地下水水位原始数据,用Lagrange插值法相继求出满足建立三维模型所需要的多个控制点,实现三维层的边界圈定.以此为基础,运用不规则三角形网数据模型(TIN)和离散算法,建立最优网络拓扑关系的线框模型.最后运用OpenGL技术对表面模型进行可视化渲染.完成后的潜水层三维模型实现了二维数据图形化,生动直观逼真.该项研究对监测潜水层的变化走向,进行及时有效地科学决策,预防地质灾害发生,具有重要意义.