Delaunay三角网算法研究和应用开发

论文摘要

数字地面模型(DTM)技术用于识别地图信息,在地理信息系统、地学、计算机图形学及虚拟现实等领域有着广泛的应用。数字地面模型是道路测量和设计现代化的重要基础,如果数字地面模型技术不能很好的应用在道路工程,那么道路CAD技术也难有很大的突破。因此有必要对数字地面模型构建算法和应用进行深入研究,促进道路、数模一体化系统的发展。本文先是介绍了国内外数字地面模型软件发展状况,仔细分析了普遍使用的几款数模软件的优缺点;然后对数字地面模型构建理论和算法进行了分析总结;再对逐点内插法进行了详细的研究。通过自己的创新结合现有研究成果,优化了数字地面模型的建立算法和完善了DTM编辑修改等交互功能,使用简洁和高效的数据结构,保证了良好的扩展性,并与MECAD其他模块相结合,在中国华西工程设计建设集团武汉分公司的工程设计项目中得到了验证。本文将STL函数库、Delaunay三角剖分算法和市政道路工程设计相结合,展开相关研究,创新之处主要在于:1、基于三角网外边界的三角形快速定位法,使得逐点内插法在时间复杂度上有一定的提高,并且提高了DTM编辑和应用功能的稳定性,能处理凹外边界的内插值计算。2、三角网中三角面特征分析与应用:基于顶点高程将三角形分为三类,一般三角面、平坦边三角面、平坦三角面,并应用于等高线生成和流域分析,生成无重复、无分叉的等高线图。3、区域汇流分析:通过对六种流域类型的分析,提出了三角面水流向分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究背景概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容、目的和意义
• 2 Delaunay 三角网建立的研究
• 2.1 数字地面模型构建理论
• 2.2 Delaunay 三角剖分
• 2.3 数据点逐次内插算法研究
• 2.4 影响算法执行效率的因素
• 2.5 针对三个因素的处理方案
• 2.6 时间效率分析
• 3 数字地面模型编辑的研究
• 3.1 插入特征线（约束线）
• 3.2 删除点
• 3.3 三角网的剪切和拼接
• 4 Delaunay 三角网的应用研究
• 4.1 DTM 在道路工程上的应用研究
• 4.2 DTM 在场地平整中的应用研究
• 4.3 DTM 在区域汇流分析上的应用研究
• 4.4 高程图
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献