由不规则离散点集生成TIN与GRID-DEM

由不规则离散点集生成TIN与GRIDDEM

现阶段生成数字高程模型（DEM）的方法较多，如以摄影测量得到的像对为数据源跟踪生成等高线及DEM，由机载激光测距仪记录规则点集后生产数据，也可采用传统的地形图扫描后跟踪等高线，记录一连串离散点集，接着运用各类算法进行处理，最后生成不规则三角网（TIN）与规则格网（GRID）DEM的方法。本文主要介绍的就是以等高线（参考图一）和离散点集为数据源，产生TIN与GRIDDEM的技术路线。具体步骤如下：1）跟踪等高线生成离散点集，记录在文本文件中。参考图二和图三。2）读取文本文件中的数据，进行预处理。主要工作是找到XY轴方向上最小最大数值，压缩数据范围，避免数据范围跨度太大或太小，即出现数据分布稠密或稀疏的情况。

while(!_demfile.eof())

{

_demfile>>point3dXYZ[i][0]>>point3dXYZ[i][1]>>point3dXYZ[i][2];

point3dXYZ[i][2]=point3dXYZ[i][2]/2;

//因为XY轴在随后调整，因此相应调Z轴数值

if(xMin>point3dXYZ[i][0])xMin=point3dXYZ[i][0];//得到整个范围的最大与最小数值

if(xMax<point3dXYZ[i][0])xMax=point3dXYZ[i][0];

if(yMin>point3dXYZ[i][1])yMin=point3dXYZ[i][1];

if(yMax<point3dXYZ[i][1])yMax=point3dXYZ[i][1];

if(zMin>point3dXYZ[i][2])zMin=point3dXYZ[i][2];

if(zMax<point3dXYZ[i][2])zMax=point3dXYZ[i][2];

i++;

}

_demfile.close();

//文件流读取完毕，关闭_demfile.clear();

//文件流清除3）完成TIN中点，线，三角形和网的定义。classAFX_EXT_CLASSTIN_Point

{

//TIN中的点

friendclassTIN;public:int

Get_ID

(void)

{

return(m_ID);}

//ID数值

constPOINT3d&

Get_Point

(void){

return(m_Point);

}

//普通的点

double

Get_X(void)

{return(m_Point[0]);

}

//点上的X数值

double

Get_Y(void)

{return(m_Point[1]);

}

//点上的Y数值

double

Get_Z(void)

{return(m_Point[2]);

}

int

Get_Neighbor_Count

(void){

return(m_nNeighbors);

}

//邻接点的个数

TIN_Point*Get_Neighbor

(intiNeighbor)

{

return(iNeighbor>=0&&iNeighbor<m_nNeighbors?m_Neighbors[iNeighbor]:NULL);

}

//得到某一邻接点

int

Get_Triangle_Count

(void){return(m_nTriangles);}

//得到邻接三角形个数

TIN_Triangle*

Get_Triangle(intiTriangle)

{

return(iTriangle>=0&&iTriangle<m_nTriangles?m_Triangles[iTriangle]:NULL);

}private:

TIN_Point(void);

//构造函数

TIN_Point(intID,POINT3dpptxyz);

virtual~TIN_Point(void);

int

m_ID,m_nNeighbors,m_nTriangles;//本身ID数值，邻接点个数，邻接三角形个数

POINT3d

m_Point;//自身存储着XY数值

TIN_Point

**m_Neighbors;//邻接顶点

TIN_Triangle

**m_Triangles;//邻接三角形

bool

_Add_Neighbor

(TIN_Point*pNeighbor);

//增加顶点

bool

_Add_Triangle

(TIN_Triangle*pTriangle);

//增加三角形

bool

_Del_Relations

(void);};classAFX_EXT_CLASSTIN_Edge

//TIN中的边{

friendclassTIN;

//申明友元类public:

//得到边的端点

TIN_Point*

Get_Point

(intiPoint){

return(m_Points[iPoint%2]);

}private:

}

x1

=Points[Triangles[j].p1]->m_Point[0];//三角形的三个顶点

y1

=Points[Triangles[j].p1]->m_Point[1];

x2

=Points[Triangles[j].p2]->m_Point[0];

y2

=Points[Triangles[j].p2]->m_Point[1];

x3

=Points[Triangles[j].p3]->m_Point[0];

y3

=Points[Triangles[j].p3]->m_Point[1];

inside

=_CircumCircle(xp,yp,x1,y1,x2,y2,x3,y3,&xc,&yc,&r);

//判断顶点与外接圆的关系

if(xc+r<xp)

//顶点落在外接圆之外

{

complete[j]

=true;

//标记此三角形为完整性

}

if(inside)

//顶点落在外接圆里面

{

//检查是否超出边链表的大小

if(nedge+3>=emax)

{

emax+=100;

//增加边的个数

if((edges=(TTIN_Edge*)realloc(edges,emax*sizeof(TTIN_Edge)))==NULL)

//增加新的内存分配

{

status

=3;

if(edges)

free(edges);

if(complete)

free(complete);

}

}

edges[nedge+0].p1

=Triangles[j].p1;

//存储边的信息

edges[nedge+0].p2

=Triangles[j].p2;

//顶点的索引：1,2;2,3;3,1

edges[nedge+1].p1

=Triangles[j].p2;

edges[nedge+1].p2

=Triangles[j].p3;

edges[nedge+2].p1

=Triangles[j].p3;

edges[nedge+2].p2

=Triangles[j].p1;

nedge

+=3;

//对于最外层循环的顶点来说，相关边的个数加上3

Triangles[j]=Triangles[nTriangles-1];

/将链表中最后一个三角形赋值过来

complete[j]=complete[nTriangles-1];

nTriangles--;

//三角形个数减去

j--;

}

//对应：if(inside)

}

//结束对所有三角形的循环

//标记被重复使用的边

//若三角形以逆时针方向存储，则内部被多次使用的边存储的顶点顺序是相反的

for(j=0;j<nedge-1;j++)

{

for(k=j+1;k<nedge;k++)

{

if((edges[j].p1==edges[k].p2)&&(edges[j].p2==edges[k].p1))

//同样的一条边存储的方向刚刚相反

{

edges[j].p1=-1;

//做标记

edges[j].p2=-1;

edges[k].p1=-1;

edges[k].p2=-1;

}

if((edges[j].p1==edges[k].p1)&&(edges[j].p2==edges[k].p2))

//同样的一条边

{

edges[j].p1=-1;

edges[j].p2=-1;

edges[k].p1=-1;

edges[k].p2=-1;

}

}

}

//组成新三角形

//忽略所有已经打过标志的边

//所有的边以顺时针方向安排

for(j=0;j<nedge;j++)

{

if(edges[j].p1<0||edges[j].p2<0)

//比如等于-1的情况

{

continue;

}

if(nTriangles>=trimax)

{

status

=4;

if(edges)

free(edges);

if(complete)

free(complete);

}

Triangles[nTriangles].p1

=edges[j].p1;

//记录关联的边的一个顶点索引

Triangles[nTriangles].p2

=edges[j].p2;//记记录关联的边的另一个顶点索引

Triangles[nTriangles].p3

=i;//对于最外层循环的顶点来说，记录此顶点的索引

complete[nTriangles]

=false;

nTriangles++;

}

}