空间散乱点Delaunay三角剖分

本文介绍Delaunay三角剖分方法和基本概念,改进Bowyer-Waston算法,并进行程序实现,最后分析了程序时间效率,对研究三角剖分具有一定指导意义.     

长江口北槽水域的Delaunay三角剖分

为了进行长江口水动力过程等的有限元数据模拟,研究了任意平面区域的Delaunay三角剖分和基于背景网格等值线点集的新的自动生成方法：局部三角形内得到等值线、进行自动加点;改进任意平面区域的Delauay三角剖分法,与行波法结合,从区域边界向域内逐步三角化,前者简化了自动加点算法,保证新生成点均位于域内、疏密连续变化和最终网格具有良好形态,后者则统一解决了多连通、4点共圆和非凸域的自动三角剖分问题,逐步减少人为给定边界的影响,从而减少了算法的运行时间,据此开发的软件包可动态监控点,网格的生成过程,并经大量的测试、验证,应用于长江口北槽水域的自动加点和三角剖分,取得了较好的效果。     

带岛屿多边形Delaunay三角剖分算法

提出一种适用于任意多边形(含岛屿或不含岛屿)的统一Delaunay三角剖分算法.该算法首先将带岛屿多边形的所有顶点统一构建基于多边形边约束的Delaunay不规则三角网(CD-TIN);基于三角形顶点绕向,提出了多边形域外三角形的判定法则,剔除CD-TIN中的域外三角形,实现了带岛屿多边形的三角剖分.实验表明,该算法在含有大量岛屿的带岛屿多边形三角剖分中具有很高的时间效率和很强的鲁棒性,并成功将其应用到基于剖面的三维矿体建模与可视化系统中,解决了含有夹石或孔洞的矿体剖面多边形三角剖分问题,具有一定的实际应用价值.     

基于小面元配准的倾斜遥感图像拼接

针对倾斜遥感图像拼接中存在配准精度不高,重叠区域出现重影的问题,提出了利用三角网进行小面元配准及加权融合的拼接方法。首先,求解全局单应性矩阵进行图像预对齐,并利用转换矩阵提取图像重叠区域;其次,利用特征匹配对构建重叠区域Delaunay三角网并对相应三角网逐个进行仿射变换实现精确配准;最后,利用渐出渐入式融合消除图像重叠区域重影,提高了图像拼接目视效果。通过主观评价(CCIR500-1的主观评价标准)与客观评价[峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)评价和结构相似性(structural similarity index, SSIM)评价]相结合的方式对图像配准及拼接质量进行评价。实验结果表明:该方法能够有效提高图像配准精度,消除图像拼接重叠区域的重影,相比于当前主要算法,该算法配准精度更高,图像拼接目视效果更好,能有效地应用到倾斜图像拼接领域。     

二维弹塑性自然单元法算法实现

为了使自然单元法能够应用于土体等具有弹塑性本构关系的材料的分析计算,通过结合弹塑性理论及自然单元法自身特点,研究了在自然单元法中采用Von—Mises、Mohr—Coulomb和Drucker—Prager屈服准则解决二维弹塑性问题的算法,并利用面向对象的程序设计方法编制了相应的计算程序．通过算例验证了各屈服准则下算法的正确性,证明了自然单元法相对于常规有限元算法在精度上的优势．在自然单元法中实现了Mohr—Coulomb和Drucker—Prager屈服准则,拓展了自然单元法的适用范围．     

任意形状平面域不完全Delaunay三角化研究

基于构造平面凸集Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化的圆准则，提出了任意形状平面域的不完全圆准则，并给出了以该准则为条件的不完全Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化算法。该算法也可用于处理平面凸集的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化。最后给出了考核实例。     

大规模地形TIN模型的LOD算法设计与实现

为了实现大规模场景的多分辨率显示，利用LOD细节分层思想提出了一种地形TIN模型。重点解决不同分辨率TIN模型间的连续过渡问题，以及分块TIN模型的创建问题，包括TIN构网时的数据结构设计和算法优化。     

一种新的多轮廓线重构三维形体算法:切开-缝合法

综合评述了目前通过多轮廓线重构三维形体表面的算法研究现状,提出了一种新的多轮廓线重构三维形体算法切开-缝合法(CS).该法通过引入控制点对作为切口,将轮廓线对进行坐标转换和轮廓对应后,切开并铺展成两条平行直线段,通过寻求轮廓线对顶点的对应关系,生成了符合Delaunay法则的三维形体表面三角面片,解决了形状和顶点数目差异较大的相邻轮廓线重构问题,并将其应用到基于剖面的三维地质建模中.实践证明,该算法行之有效,且对解决相似问题具有一定启发性.     

一种新的多边形中轴剪枝方法

中轴是空间图形一种降维表达方法,能够保留图形的空间拓扑结构和几何特征信息,并去除冗余信息,它同时也是平移、旋转和尺度变换的不变量.中轴图广泛应用于科学和工程领域,包括地理信息系统、人脸识别、图像处理、计算机视觉和格网产生等.目前,中轴提取算法通常会由于形状轮廓上的噪音,产生冗余的中轴分枝.针对约束Delaunay三角网外心法构建中轴的算法,分析了约束Delaunay三角网外心法逼近中轴出现分枝的原因,给出了一种新的中轴剪枝方法.经多组复杂图形试验,该方法可以有效的剪除冗余的中轴分枝,并且具有良好的普适性.该方法也是对约束Delaunay三角网外心法构建中轴方法的一种优化,一方面使得外心法可以高精确性地逼近中轴,另一方面又可以消除去其副产物——中轴分枝.     

自然邻点插值方法在三维地质建模中的应用

为了增强三维地质模型的准确性,突出复杂地质体局部相关性较高的特点,避免传统插值方法中存在的计算复杂度高、多依赖人工经验等缺点,在建模过程中引入了自然邻点插值 (NNI)方法对三维离散数据进行插值.而现有的NNI方法无法直接应用于有限域的边界插值计算,成为该方法应用于三维地质建模的最大难点问题.依据Voronoi cells和Delaunay triangles的几何性质,采用non-Sibsonian (Laplace)插值方法构造形函数,详细证明了NNI方法在边界处的连续性,实现了边界插值且降低了其计算复杂度,解决了此难点问题.通过构建城市地质模型实例,验证了该方法的正确性和有效性.