[發明專利]一種在不規則三角網上進行三維地形特征點生成的方法

有效

• 申請號: 201210107518.6
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102682479A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉建軍;王東華;商瑤玲;趙文豪;蒯希
• 申請（專利權）人: 國家基礎地理信息中心
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種在不規則三角網上進行三維地形特征點生成的方法，包括如下步驟：

(1)三維地形細節特征區域的提取：

a將等高線離散為高程點，按照Delaunay三角剖分原則，構建初始不規則三角網；

b將不規則三角網中的三角形邊進行分類定義，同一條等高線上相鄰兩點間的線段落在不規則三角網中某三角形的一邊上，將該邊標記為“結構邊”；其它邊標記為“非結構邊”；

c將不規則三角網中的三角形進行分類定義，遍歷整個三角網，將具有三條“結構邊”的三角形標記為I型三角形；具有兩條“結構邊”、一條“非結構邊”的三角形標記為I?I型三角形；將具有一條“結構邊”、兩條“非結構邊”的三角形標記為I?II型三角形；將具有三條“非結構邊”的三角型標記為IV型三角形；

遍歷整個三角網，若三角形三個頂點高程相同，則將該三角形標記為F-三角形；若三角形三個頂點高程不完全相同或完全不同，則將該三角形標記為N-三角形；

d針對上述三角形分類中的F-三角形建立索引，同時進行三角形聚類分析，將空間關系為鄰接關系的F-三角形進行編組，形成F-三角形簇；

這些簇的形成有多種原因：在等高線彎曲較大的地方，由于等高線上相鄰的離散點較密，構建不規則三角網的時候容易形成開放式F-三角形簇，這些F-三角形簇往往是丟失了地形細節的山脊或山谷區域；在若干條高程相同的等高線所圍成的區域，等高線離散后高程點值相同，構建三角網時也可以形成開放式F-三角形簇，這些簇往往對應著丟失了細節的鞍部地區；若某一閉合等高線內再無其它等高線時，在構建不規則三角網時，容易形成封閉式F-三角形簇，該區域一般為山頂或山谷區域。所有的開放式F-三角形簇、封閉式F-三角形簇，構成地形特征待選區域。

(2)地形特征區域三維特征點智能內插：

a開放式的F-三角形簇，其輪廓邊由“結構邊”和“非結構邊”組成，找到其“非結構邊”，該“非結構邊”系相鄰F-三角形與N-三角形的公共邊，取其中點作為待插值點位，其三維高程值的確定由N-三角形與F-三角形簇的面積比例與高程變化比例決定；

b封閉式F-三角形簇，其輪廓邊均為步驟二中的“結構邊”，取F-三角形簇中心點作為待插值點位，其三維高程值的確定采用以下方式：對于F-三角形簇的每一條輪廓邊，獲得該邊的長度，以及該邊相鄰接的N-三角形的另一個端點高程值，將邊長度及對應端點高程進行加權求和，與邊的總長度進行比例換算，獲得F-三角形簇外輪廓地形變化平均高程值；將外輪廓地形變化平均高程值乘以比例系數，與F-三角形簇高程值求和，獲得F-三角形簇中心高程點值；將得到的特征點作為部分地形細節，加入不規則三角網進行地形細節精化；

c循環迭代處理步驟(1)中所述地形特征區域，重新建立“結構邊”、“非結構邊”索引，循環處理，直到地形特征待選區域數目為零或指定數目；

(3)水系特征要素的協調處理：

對于單線河，將線狀單線河離散為點集，在建立好的不規則三角網上，內插出三維高程坐標；對于雙線河，取其河流結構線，將河流范圍線離散成點集，得到，然后，分別向河流結構線做垂線，垂足的高程值由不規則三角網內插得到，即為河流范圍線上對應點得三維高程值；

對于面狀靜止水體，將面狀水體的范圍線離散為點集，分別在不規則三角網上獲得三維高程值，隨后進行排序，取出最小高程值，將該高程值乘以一個大于零小于一的比例系數，可獲得面狀水體的高程值；

(4)顧及地形細節的三維地形特征點形成：

將步驟(2)、(3)所形成的三維地形特征點統一管理，形成最終成果：三維地形細節特征點。