基于不規(guī)則三角網(wǎng)的數(shù)字地形生成與簡化算法研究.pdf

1、隨著數(shù)字地球概念的提出及虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛應(yīng)用,三維地形模型作為其中不可缺少的組成部分,扮演著越來越重要的角色。它是建立虛擬地形環(huán)境的“骨架”,是對復(fù)雜地形進行分析和研究的基礎(chǔ),是繪制逼真地形環(huán)境場景、準(zhǔn)確表達(dá)空間信息相關(guān)關(guān)系以及空間分析結(jié)果可視化的前提。由于三維地形場景的生成一般基于真實的地形數(shù)據(jù)和高分辨率的遙感影像,對于大規(guī)模地形場景的顯示來說,如此龐大的數(shù)據(jù)量使得圖形工作平臺無法進行實時的顯示。針對大規(guī)模地形場景的繪制問題,國內(nèi)外的

2、學(xué)者進行了大量的研究,其工作重點集中在TIN的生成技術(shù)和多分辨率地形模型上。 本文主要研究了三維地形模型建模的基本理論與方法,總結(jié)了前人在地形模型建模方面所作的工作。針對逐點插入算法在構(gòu)建TIN地形模型時效率低的問題,提出了一種基于“虛擬網(wǎng)格”劃分的VG-逐點插入法,并給出了一種優(yōu)化離散點插入順序的方法,減少了點插入過程中需查找的三角形數(shù)目和需要重構(gòu)的三角形個數(shù)。VG-逐點插入算法使時間復(fù)雜度由原來O(n2)降低到了O(nlog

3、n),實現(xiàn)了TIN地形模型的快速建立。同時研究、對比了各種構(gòu)造多分辨率地形模型的算法,針對常用的PM算法存在的時間效率低、部分拓?fù)潢P(guān)系不能有效保持的問題,將二次誤差測度與頂點的法向錐半角相結(jié)合作為網(wǎng)格簡化準(zhǔn)則,代替了原PM算法中的能量方程；選擇折疊邊其中的一個頂點作為邊折疊后新頂點的位置,提出了一種改進的PM算法。改進后的算法不僅降低了原算法的復(fù)雜度,而且消除了累進網(wǎng)格的二義性。同時還對簡化過程中各種可能產(chǎn)生的拓?fù)溴e誤進行了判斷并給出有