不规则三角网及其可视化实现

论文摘要

不规则三角网（TIN）是数字高程模型（DEM）中最基本和最重要的一种模型,它能以不同层次的分辨率来描述地形表面,可以灵活的处理特殊地形。因此,TIN的构建和重构、基于TIN模型的等值线追踪以及对TIN模型的三维可视化都是GIS中的重要研究领域。本文将着重从这四个方面进行研究。本文综合了当前构建TIN的众多算法,设计并实现了凸壳内插生成TIN的算法。同时,对传统的TIN等值线追踪算法进行了改进,即在传统算法的基础之上,增加了保存等值点和各种点、边、三角形的拓扑关系数组,设计相应的数据结构,并利用等值点数组和拓扑关系数组,对TIN进行重构,重构后的TIN比原有的TIN在实现可视化方面显得更加细腻。最后,针对TIN模型在表示地形上不够形象、直观,以及利用TIN进行数据分析困难等缺点,本文利用OpenG1和VC++.net实现了对重构后的TIN的彩色晕渲,并对不同垂直高度的晕渲效果进行比较,在精度要求不是很高的情况下,该算法具有一定的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究内容和研究意义
• 1.2 数字高程模型的国内外研究现状与水平
• 1.2.1 不规则三角网的生成
• 1.2.2 等高线的生成和处理
• 1.2.3 不规则三角网TIN可视化
• 1.3 研究思路和关键问题
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 基于离散点的不规则三角网的生成算法研究
• 2.1 不规则三角网TIN概述
• 2.1.1 TIN的数据结构
• 2.1.2 TIN的体系结构
• 2.2 狄洛尼（Denauney）三角网的定义和性质
• 2.2.1 狄洛尼（Denauney）三角网的定义
• 2.2.2 狄洛尼（Denauney）三角网的性质
• 2.3 狄洛尼（Denauney）三角网生成算法回顾
• 2.3.1 分而治之算法
• 2.3.2 三角网生长算法
• 2.3.3 逐点插入算法
• 2.4 改进的凸壳内插生成不规则三角网算法
• 2.4.1 凸壳内插生成算法思路
• 2.4.2 数据结构
• 2.4.3 凸壳内插生成不规则三角网算法关键步骤
• 第三章 一种基于等值线的不规则三角网重构方法研究
• 3.1 计算等值点
• 3.1.1 计算等值点坐标
• 3.1.2 计算等值点算法
• 3.2 等值线生成
• 3.2.1 等值线生成原理
• 3.2.2 等值线生成
• 3.3 基于等值线的三角网重构算法研究
• 3.3.1 三角网重构算法思路
• 3.3.2 三角网重构算法
• 第四章 用OpenGL实现TIN的三维可视化
• 4.1 OpenGL简介
• 4.1.1 OpenGL的特点和功能
• 4.1.2 OpenGL的基本工作流程
• 4.1.3 VC++.NET调用OpenGL的方法
• 4.2 OpenGL绘制三维地形
• 4.2.1 场景设置
• 4.2.2 地形模型映射
• 4.3 地形晕渲的实现
• 4.3.1 DEM生成晕渲的基本原理
• 4.3.2 计算机制作晕渲
• 4.3.3 TIN晕渲算法关键步骤
• 4.3.4 TIN晕渲算法的实验结果
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文的研究工作及成果总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果