一种高效构建Delaunay三角网的算法

提出了一种基于改进的Graham扫描法的分块构建不规则三角网算法。采用分割合并的思想,先对平面上的离散点集区域进行分块,然后对各个子块用改进的Graham扫描法生成不规则三角网,再从边界边出发依次合并相邻的三角网子集,直到所有子集合并结束。本算法采用分块的思想缩小了构网时的搜索范围,对子块用改进的Graham法生成三角网提高了算法性能。实验结果表明,本算法使构网效率有很大的提高。     

基于平衡二叉树的三角网快速生成算法

为了研究更好的三角网构建的方法,对不规则三角网构建算法进行了研究,提出了一种基于平衡二叉树的Delaunay三角网生成算法,采用分割合并的思想,提高了搜索效率,将离散点集进行划分,通过对各个所分小块子网的合并,完成所论区域的三角剖分。分析了该算法涉及的相邻子网公切线查找、凸壳生成等关键问题。通过具体实验和同其他经典算法效率的比较,该方法具有明显的优越性。     

不规则三角网中约束线嵌入

该文针对有约束情况下的不规则三角网重建,分析了约束线影响域的各种典型情况,在此基础上提出了一种约束线嵌入方法。该方法首先搜索约束线影响域,提取影响域的边界,根据凹凸性判断找到影响域边界上的凸角,并在凸角处生成新的三角形,通过对影响域的重剖分完成约束线的嵌入。同时给出了详细算法流程并进行了实验,结果表明:该算法鲁棒稳定,能够实现各种复杂约束情况下的不规则三角网重建。     

GIS中散乱点集凸包的快速算法及编程

在地理信息系统(GIS)中,不规则三角网(TIN)的生成及数字地面模型(DTM)的建立都会用到点集凸包的计算.通过研究了传统凸包算法,并对其进行改进,提出简单快速的点集凸包改进算法.经过验证,新算法可准确快速地求出点集凸包.     

二维不规则贯通排样的模拟退火算法

提出一种获得不规则零件的最佳包络矩形的方法,根据矩形件的启发式算法,设计模拟退火智能算法将最佳包络矩形排样.模拟退火算法是全局优化概率的搜索算法,可以在优化排样中将排样次序优化,再利用最低水平线算法将不规则多边形排样.结果显示:同一排样问题,初始温度、冷却参数以及终止温度有一组最佳组合值,使得问题解的质量较高.该算法在排样效果和时间效率上更为优秀.     

水下地形分析中基于TIN的土方量计算方法

土方量计算有多种算法.在概述了传统的基于断面的算法后,分析了其弊端所在.然后根据水下地形分析的特点,提出并研制了有关的新算法——基于不规则三角网(TIN)的直接计算法.着重介绍了该算法的原理、论证及应用等.该算法已成功应用于对长江口水下地形所进行的空间分析中,并经受了生产实践的检验.     

一种基于凸包的Delaunay-TIN生成算法及优化

针对基于凸包的Delaunay三角网的生成,提出了环边增长比较判断法,并且采用区域分割、重心检测法、矩形区域检测法等方法进行了合理优化,最终在计算机上将其实现,提高了基于凸包的Delaunay三角网生成算法的效率.     

桥梁参数化建模系统的虚拟地形及数据组织

结合桥梁参数化3维建模系统的需要,提出快速的虚拟地形生成算法.该算法利用分形理论丰富地形细节,通过四叉树存储不规则三角网,提高点在三角形的检索速度,使用稀疏控制点剖分检索到的三角形,实现桥梁模型和地形的合理叠加;通过点在三角形的查找实现视点与地形的快速碰撞检测,从而控制了视点范围;采用树状结构有效组织地形、天空球和桥梁模型等数据,最终生成以桥梁为主的逼真场景.     

地形可视化模型简化算法的研究进展

探讨地形模型简化领域的研究方法和进展及尚未解决的问题. 叙述了基于不规则三角网与规则格网两种数据源的自适应地形可视化建模方法, 同时根据对现代图形硬件是否友好, 将地形模型简化算法归纳为传统的细粒度多分辨率模型简化算法和面向现代图形硬件的粗粒度多分辨率模型简化算法, 总结分析了地形可视化建模领域的发展趋势和研究重点.     

复杂采空区激光扫描拼合散乱点云球面投影三角剖分算法

利用三维激光扫描技术对采空区进行探测以建立三维可视化模型,从而准确获取其三维空间位置和形态,是矿山采空区事故隐患综合治理工作中的重要环节.但由于采空区形态复杂,往往需要从多个方位对其进行多次探测才能准确获取采空区完整的三维形态.如何对多次探测点云数据拼合后的散乱点云构建三角网格模型,是实现复杂采空区三维探测建模的关键.本文提出了采空区激光扫描拼合散乱点云数据球面投影三角剖分生长算法,首先选定球心将原位点云投影到球面上得到投影点云,然后对投影点云进行三角剖分,最后将投影点云三角网空间拓扑关系还原到原位点云,从而构建复杂采空区三角网模型.为了有效实现算法,研究了球面投影参数设定、XYZ三向单元栅格点云搜索策略、三角形生成规则、优势顶点边界切分策略、边界闭合策略、不规则三角形优化策略等多种方法.实际应用表明,所研究的算法能够生成优质的采空区三角网模型,为实现复杂采空区三维精确建模及可视化管理提供了重要技术支持.     

考虑边界约束的DTM三角网模型生成算法研究

无约束的数字地面模型(DTM)空间三角网算法生成的三角网外围边界是一个凸壳,这对于实际区域为凹多边形的区域(如公路弯道)会有较大的模拟失真.文章提出一种改进的算法,通过分析实际边界多边形的精细度影响因素,导出确定区域相邻离散点平均边长的计算方法,进而确定一个边界多边形边长的最大值.以该边长最大值对无约束的三角网外围边界...     

基于渐近网格的三维建筑模型简化方法应用

在城市空间三维表现中,针对复杂自然景观的地形地貌大多采用不规则三角网TIN模型表现。为节约存储空间,在参照JPEG压缩技术中的用户兴趣域编码思想（RO I）结合边收缩算法的基础上,实现用户兴趣域以外的其它区域进行简化,只对用户兴趣域保持较高分辨率。本算法在简化过程中同时生成过程文件,保证了模型连续多分辨率的重建。     

NURBS reconstruction of digital terrain for hydropower engineering based on TIN model

Digital terrain model （DTM） has played an important role in 3D designing, visual analysis and 3D geological modeling in large-scale hydropower engineering. As the pivotal base of 3D visualization and modeling, DTM should be characterized by high precision, less storage and well interactivity during graphic operation. Considering the diversity of data source and taking advantage of two data structures, triangulated irregular network （TIN） and non-uniform rational B-splines （NURBS）, a novel methodology is presented for reconstructing engineering terrain ofhydropower project. With integration of multi-source data, enhanced Delaunay algorithm is introduced to rebuild the TIN- DTM, which is a terrain surface in TIN and a faithful depiction of complex topography but in low-memory efficiency. Based on the TIN model, applying section scanning sampling and linear interpolation, the transformation from discrete, irregular and diverse data to continuous and regular sampling cross-sectional curve sequence, is realized. The appropriate compression of the sampling data is also imposed to be performed for guaranteeing the following reconstruction work. Eventually, employing the NURBS technique and skinning method, the NURBS DTM, which represents a NURBS surface and satisfies the requirement after precision assess with weighted errors, is reconstructed with the inter- mediate data. Meanwhile, there is another achievement that two databases of terrain data, one from initial data and the other from sampling data, are established for repeatable reconstruction with different demands. With the successful application of the presented method, a stable foundation is laid for 3D engineering geological modeling, visual designing and analysis of the hydropower projects.     

基于无人机影像的露天矿工程量监测分析方法

提出了一种基于无人机影像序列的露天矿工程量(采剥量、堆放量等)计算方法.该方法利用旋翼无人机搭载低成本便携式数码摄像机获取露天矿山不同时间的视频帧或影像序列.基于运动恢复结构(Sf M)和多目立体视觉(PMVS)算法,自动生成矿山完整、致密的三维点云.研究设计了一种基于形态不变区的点云配准方法进行两期点云空间配准,并采用DTM三角网差值法计算矿山工程量.矿堆体积变化无人机监测实验结果表明,该方法重建点云模型的点间相对误差小于±1%,堆放体积变化监测精度接近92%,基本达到地面Li DAR扫描的堆放体积变化监测精度.     

地下工程施工引起三维变形预测系统关键技术研究

基于“三维岩土工程勘察信息系统”开发了“地下工程施工引起地层位移和建筑物变形三维预测系统”。系统中采用经验法对地下工程施工引起的地层以及建筑物的变形进行预测, 采用三维规则格网模型以及不规则三角网模型来表达三维的变形场, 并采用自适应三角网加密算法对不规则三角网进行加密, 以满足在不增加数据量的前提条件下对变形场提供高精度的刻画, 从而满足了大范围区域建模分析的需求。     

基于分形理论的三维模拟地形仿真

基于分形理论,在Diamond-Square算法的基础上提出一种改进算法,完成了三维地形的虚拟仿真.算法在Diamond-Square算法的基础上引入了一个补偿项,有效地弥补了直接采用Diamond-Square算法生成三维地形时产生的缺陷.实验结果表明,采用改进的Diamond-Square算法生成三维模拟地形的方法...     

矿井通风系统三维可视化及网络解算优化

 针对目前通风软件功能存在局限性的现状,结合矿山开采深度增加和通风网络越来越复杂的实际,开展了新型矿井通风系统三维可视化研究。基于回路风量法和节点风压法提出了新的改进解算算法,使其能够解决复杂的通风网络解算问题;根据新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法逐层生成闭合轮廓线,将各层轮廓线三角化并将所有的三角化网格合并,生成封闭的三维联通实体巷道;采用“层次式平台+插件”的方法进行系统开发。最终实现了通风系统三维可视化模拟、网络解算优化、通风管理信息化;与矿山数字化软件相结合,可有效集成监控监测系统,实现数据管理一体化和矿山安全管理。     

一种三维结构建模中的地层厚度控制算法

在三维结构建模中,构建地层面时常常因不符合真实地质情况的插值点出现而产生不合理的层面厚度.针对这一问题,提出一种厚度控制算法.首先对不规则三角网建立空间索引和OBB碰撞模型,在此基础上进行相交测试找出不合理厚度位置,然后采用拓扑学中几何图形剖分的思想,在0维和1维上进行厚度调整.该方法已在石油、矿山领域成功运用,应用结果表明本文算法求解速度快、运行稳定、结果可靠,能自动有效地控制层面厚度,避免了大量人工交互的厚度调整操作.