自适应多层次细节信息地表模型生成算法设计

以研究多层次细节信息地表模型快速生成算法为目的，在分析当前多层次细节信息地表模型生成算法的基础上，以四叉树结构作为算法的基本单元，设计和实现了具有自适应能力的多层次细节信息地表模型生成算法；详细描述了算法的设计，给出了算法实现所需的关键公式；最后给出了算法的应用实例和对算法时间效率的分析。此算法的最大特点是具有很强的自适应能力，能够自动根据原始地表数据、视距离、视方向、设备条件等的变化来自动调整输出的三角网模型，并且可以快速地在不同的层次细节模型之间平滑过渡。从算法的理论分析和应用实例可见，该算法有很强的自适应能力，可以满足大的地表模型快速生成和交互的需要。     

三维不规则三角网格的精确裁剪算法

给出了一种基于约束Delaunay三角剖分的三维不规则三角网格的精确裁剪算法。算法结合TIN数据的生成特点,首先将TIN投影到二维平面,然后利用约束Delaunay三角剖分把裁剪多边形的每条边嵌入三角网中,再利用边-三角形的拓扑关系删除裁剪多边形外部多余三角形,最后利用边-点的拓扑关系对裁剪多边形顶点高程进行插值,使生成裁剪后的TIN模型。对不同复杂程度的三维TIN模型进行裁剪实验,发现二维投影策略极大地提高了三维TIN裁剪效率。算法的程序实现简单,且符合工程需求。     

用于地面可视化的DEM四叉树改进

四叉树表示在数字高程模型(DEM)的压缩存储和地面可视化中占有非常重要的地位E此文吸收了DEM 普通四叉树表示和塔形分层表示的优点，提出了一种改进的四叉树结构。它主要是在结点的数据域中增加了高程 最大值和最小值项，并把四叉树线索化了。经过改进的四叉树结构使DEM在地面可视化中进行的光线追踪时，光线追踪效率得到了提高。     

基于四叉树结构的加权Voronoi图生成算法

针对普通Voronoi图研究的局限性和加权Voronoi算法的低效率问题,提出基于四叉树结构的加权Voronoi图生成方法。核心思想是利用四叉树结构的层次性,获取未膨胀节点的搜索区域和相关生长源,以时间消耗值替代加权距离,并以节点的最短时间消耗值为依据查找归属生长源。推理了基于四叉树结构计算模型的几个基本性质。实验结果表明,本方法能实现生长源的快速膨胀,有效降低时间复杂度,其时间复杂度小于均匀格网结构,可操作性强,具有较好的实用价值。     

Delaunay三角网高效构建及地形仿真应用

针对基于离散点的Delaunay三角网构建过程中待插入点的定位耗时问题,提出Delaunay三角网高效构建算法,并将其用于三维地形仿真应用中。对大量数据点进行分块排序预处理后,运用空间自相关理论使下一个待插入点总是紧邻新近插入点,融合最短路径定位算法和三角形面积法,结合三角形重心与点、有向线段的关系遍历三角形,减少遍历时间。在对三角网进行LOP局部优化时,采用Delaunay四叉树保存待调整的所有边的节点信息,提高遍历效率。实验结果证明,该算法构建的三维地表真实感较强,并且具有较低的时间复杂度。     

四叉树高效Delaunay三角网生成算法

实现了一种以地形为应用背景的大规模离散点快速生成TIN的算法,该算法首先对大规模离散点按一定的阈值进行四叉树分割,然后对四叉树的每个叶子块分别以凸壳技术构三角网,而后再自底向上合并具有相同父亲节点的块,最后进行全局优化,生成Delaunay三角网.经实际地形数据验证结果表明：同样的算法,采用四叉树分块比采用平均分块策略有着更高的执行效率.     

用于地面可视化的DEM四叉树改进

四叉树表示在数字高程模型的压缩存储和地面可经中占有非常重要的地位。此文吸收了ＤＥＭ普通四叉树表示和塔形分层表示的优点，提出了一种改进的四叉树结构。     

一种可扩展四叉树结构及其先序遍历算法

在图象处理领域,数据表达是一个核心问题。四叉树数据结构由于比空间占有树组方式使处理具有多分辨率能力而倍受青睐。文章提出并实现了一种可应用于多分辨率图象处理和地理信息数据表达的四叉树结构,该四叉树综合了循环链表和普通树结构的优点。具有较强的可扩展性和通用性,使得同一层次的结点之间可以顺利搜索,从而大大减少了查找和从子孙结点到父结点操作回溯的复杂度。该文对原先的四叉树结构做了相应改进,并给出了该四叉树数据结构的先根序遍历算法,是一种高效的数据结构。     

任意多边形Delaunay三角剖分改进算法

本文重点研究任意多边形的Delaunay三角剖分,研究发现现有常用任意多边形Delaunay三角剖分存在执行效率低、候选节点可能出现"位置违约"错误等缺陷,根据候选节点与当前边夹角的大小关系,本文提出一种基于有向边的任意多边形Delaunay三角剖分改进算法,该算法具有执行效率高,避免了现有常用算法中可能出现"位置违约"的错误,完善了原算法的健壮性.     

基于Z曲线和八叉树的高效Hausdorff距离计算方法

为提高计算点云模型之间Hausdorff距离(HD距离)的效率,提出基于Z曲线和八叉树的Hausdorff距离计算方法.首先利用Z曲线和八叉树实现点云模型预处理;然后在八叉树结构中定义了2类邻居(邻居点和邻居节点),并提出基于八叉树的局部搜索,以某一个叶子节点作为搜索的起点,递归地搜索其邻居直到根节点;最后结合模型预处理和局部搜索,给出了算法的实现细节.针对三维高斯随机数据和点云模型进行大量实验,并与经典方法进行对比,结果验证了文中方法的高效性.     

约束数据域的Delaunay三角剖分算法研究及应用

研究了一种约束Delaunay三角网生成算法,它充分利用分治算法与生长算法的优点,对离散点、构网中实时生成的边及三角形采用分块进行网格索引,有效地减少了搜索目标点、边及三角形的时间,从而提高了构网速度,并将该算法用于地面模型的构建中,实现了地形三维可视化。     

基于图的任意域内点集的Delaunay三角剖分算法

本文提出了一种基于图的二维任意域内点集的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分算法．该算法首先求出任意域内点集的约束最小生成树，然后逐次加入一边构造三角形网格，最后通过局部优化变换，得到二维任意域内点集的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分．本文还给出了该算法在有限元网格自动生成过程中的应用.     

平面散乱点集约束Delaunay三角形剖分切割算法

文章提出了一种基于切割的平面散乱点集约束Delaunay三角剖分算法。该算法的基本思路是首先对平面散乱点集作约束最大空圆凸多边形剖分,然后对多边形的内部再作约束Delaunay三角形剖分。文章还证明了平面散乱点集的约束最大空圆凸多边形剖分是唯一的以及约束Delaunay三角剖分的不唯一性仅仅体现在约束最大空圆凸多边形的内部。使用约束最大空圆凸多边形的概念消除了由于“退化”现象（三个以上的点共圆）带来的算法上的潜在错误。     

Delaunay三角网动态更新算法的研究进展

通过对Delaunay三角网动态更新算法进行研究,综述了Delaunay三角网中插入和删除点、约束线算法以往研究.详细介绍点定位、LOP优化、对角线交换等关键技术的研究进展,并对比各种方法的优缺点,分析已解决的问题和仍存在的问题.最后对更新算法研究不足之处进行总结,并提出若干可能的研究方向.     

基于三角形网格的浓密视差图提取

提出一种基于三角形网格的浓密视差图提取算法。用SUSAN算法从立体图像对中提取某一幅图像的特征点,用Delaunay的方法将特征点三角化,然后再进行视差的计算,最终得到浓密的视差图。该算法将SUSAN算法和DT(Dalau-nay triangulation)网格结合起来,使算法更加简单化,实现了浓密视差图的快速提取。     

基于三角形网格的浓密视差图提取

提出一种基于三角形网格的浓密视差图提取算法。用SUSAN算法从立体图像对中提取某一幅图像的特征点，用Delaunay的方法将特征点三角化．然后再进行视差的计算，最终得到浓密的视差图。该算法将SUSAN算法和DT（Dalaunay triangulation）N格结合起来，使算法更加简单化，实现了浓密视差图的快速提取。     

Adaptive terrain triangulation using the representation of quad trees by vertex textures and wavelet estimation of vertex significance

A method of adaptive terrain triangulation is proposed that can be implemented in hardware. The method is based on an estimate of the static error of a quad tree nodes using wavelet transforms and on the representation of the resulting quad tree by a vertex texture. The proposed method has the following characteristic features: the adjacent nodes of the generated adapted mesh can differ in any number of hierarchical levels; the triangulation process is not limited by the size of the decomposition segments, which solves the problem of joining segments without inserting additional nodes; the multiscale terrain representation used in the method makes it possible to store the levels of detail in the graphics processor memory as a multilevel vertex texture; thus, the costliest part of the algorithm can be efficiently implemented using a vertex shader. When constructing the triangulation, the algorithm takes into account both local features of the terrain and the camera location; also, it has a natural support of geomorphing.     

Perceptually stable regions for arbitrary polygons

Zou and Yan have recently developed a skeletonization algorithm of digital shapes based on a regularity/singularity analysis; they use the polygon whose vertices are the boundary pixels of the image to compute a constrained Delaunay triangulation (CDT) in order to find local symmetries and stable regions. Their method has produced good results but it is slow since its complexity depends on the number of contour pixels. This paper presents an extension of their technique to handle arbitrary polygons, not only polygons of short edges. Consequently, not only can we achieve results as good as theirs for digital images, but we can also compute skeletons of polygons of any number of edges. Since we can handle polygonal approximations of figures, the skeletons are more resilient to noise and faster to process.     

基于等高线建立DTM中平坦区域的一种处理方法

对构筑三角形网格建立数字地形模型进行了研究,给出了基于散乱点和边建立三角形网格地形模型的生成算法和数据结构。在基于等高线生成的三角线网格地形模型中,平坦区域不能反映地表真实形状,文中给出了平坦三角形的修正方法。根据这些理论和方法,在ＡｕｔｏＣＡＤ Ｒ１４ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下,用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＶｉｓｕａｌＣ＋＋４．２开发研制了应用程序。