由不规则离散点集生成TIN与GRIDDEM.docx

1、由不规则离散点集生成TIN与GRIDDEM由不规则离散点集生成GRID-DEMTIN与由不规则离散点集生成 TIN与GRID DEM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GRID DEM 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

2、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(xMinpoint3dXYZ i 0)xMin = point3dXYZ i0; /得到整个范围的最大与最小数值if(xMaxpoint3dXYZ i1)

3、yMin = point3dXYZ i1;if(yMaxpoint3dXYZ i 2)zMin = point3dXYZ i2;if(zMaxpoint3dXYZ i 2)zMax = point3dXYZ i2;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。Class AFX_EXT_CLASSTIN_Poi nt /TIN中的点friend class TIN;public :int Get_ID ( void ) return ( m_ID ); /ID 数值cons

4、t POINT3d&Get Point(void ) return ( m_Point )；/普通的点doubleGet_X( void )returnm_Point0)；/点上的X数值doubleGet_Y( void )returnm_Point1);/点上的丫数值doubleGet_Z( void )returnm_Point2)；intGet_Neighbor_Count(void ) return ( m_nNeighbors )；/邻接点的个数TIN Point* Get_Neighbor(intiNeighbor = 0 &intGet_Triangle_Count(void )

5、 returnTIN_Triangle *Get_Triangle ( int iTriangle )m_nTriangles ? m_TrianglesiTriangle : NULL)； private :TIN_Point ( void );TIN_Point ( int ID,POINT3d pptxyz )；m_nTriangles )；/得到邻接三角形个数return ( iTriangle = 0 & iTriangle m_Extent. Get_YRange() ? m_Extent. Get_XRange():m_Extent. Get_YRange();/取范围中XY两轴

6、的较大数值xmid =m_Extent. Get_XCenter();/中心占八、ymid =m_Extent. Get_YCenter();PointsnPoints+ 0-m_Poi nt0xmid - 20 * dmax 第一个顶点的 X数值PointsnPoints+ 0-m_Poi nt1ymid - dmax;/第一个顶点的 Y数值，此数值取得相当小PointsnPoints+ 1-m_Point0xmid;/第二个顶点的X数值PointsnPoints+ 1-m_Poi nt1=ymid + 20 * dmax / 第二个顶点的Y数值，居中，但偏高PointsnPoints+ 2

7、-m_Poi nt0xmid + 20 * dmax /第三个顶点的X数值PointsnPoints+ 2-m_Poi nt 1ymid - dmax 第三个顶点的 Y数值,第三个顶点与第一个顶点高度相同，在X轴上对称Triangles 0. p1 = nPoints+ 0;/三角形的顶点记录的是顶点数组中的索引+ 1;Triangles 0. p2 = nPoints+ 2;Triangles 0. p3 = nPointscomplete 0= false ;nTriangles=1;/初始化三角形个数为 1/每次增加一个顶点到已存在的TIN格网中for (i =0; i m_Point0

8、;/使用浮点数进行记录yp = Points i -m_Point1;/使用浮点数进行记录n edge始化边的个数为0=0;/对于每个顶点，初/如果顶点位于三角形的外接圆内，则原三角形的三条边被加到一个缓存中，并移走此三角形/对于所有刚刚建立的三for (j =0; j vnTriangles ; j +)角形进行循环if ( complete j )continue/此三角形的完整性不用破坏，继续下次循环判断顶点与外接圆的关系xp )此三角形为完整性if ( xc + r m_Point0; /三角形的三个顶点y1= Points Trianglesj.p1-m_Point1;x2= Poi

9、nts Trianglesj.p2-m_Point0;y2= Points Trianglesj.p2-m_Point1;x3= Points Trianglesj.p3-m_Point0;y3= Points Trianglesj.p3-m_Point1;inside= _CircumCircle (xp, yp,x1,y1, x2, y2, x3, y3, &xc, &yc, &); /if ( in side )/顶点落在外接圆里面/检查是否超岀边链表的大小 if ( nedge + 3 = emax )emax+=100;sizeof (TTIN_Edge) = NULL)/增加边的个

10、数if ( ( edges = ( TTIN_Edge *) realloc (edges, emax*/增加新的内存分配存储边的信息引：1,2; 2,3; 3,1edges nedge + 0. p1edges nedge + 0. p2edges nedge + 1. p1edges nedge + 1. p2status = 3;if ( edges )if ( complete )=Triangles j . p1;=Triangles j . p2;=Triangles j . p2;=Triangles j . p3;free (edges);free (complete );/顶

11、点的索edgesnedge + 2. pl = Triangles j . P3；edges nedge + 2. p2 = Triangles j . pi;个数加上来形的循环edges k.-1；edges k.nedge += 3; /对于最外层循环的顶点来说，相关边的3Triangles j = Triangles nTriangles - 1; /将链表中最后一个二角形赋值过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/标记被重复使用的边/若三角形以逆时

12、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; knedge; k+)if ( ( edgesj . p1 = edges k. p2) & ( edges j . p2 =p1) ) /同样的一条边存储的方向刚刚相反edgesj. p1 =/做标记edgesj. p2 = -1;edges k. p1 = -1;edges k. p2 = -1;if ( ( edgesj . p1 = edges k. p1) & ( edges j . p2 =p2) ) /同样的一条边edgesj. p1 = -1;ed

13、ges 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； jvnedge； j +)if ( edges j . pl 0 | edges j . p2 = trimaxstatus = 4;if ( edges ) if ( complete )Triangles nTriangles . p1引Triangles nTriangles . p2Triangles nTriangles . p3索引complete nTriangles nTriangles +;fo

14、r(i=0;i;i+)free (edges);free (complete );=edgesj . p1; /记录关联的边的一个顶点索=edges j . p2; /记记录关联的边的另一个顶点索引=i;/对于最外层循环的顶点来说，记录此顶点的=false ;/对所有的顶点循环完毕 /对应着/ /移走初始定义的大外接三角形/这些三角/ Remove triangles with supertrianglevertices/ These are triangles which have a vertex number greater than nPoints形的顶点索引超岀了顶点个数for (i

15、 =0; i = nPoints| Triangles i . p2 = nPoints| Triangles i . p3 = nPoints )Triangles i = Triangles nTriangles - 1; / 不断的把最后一个三角形赋值过来nTriangles -；i -；return ( status = 0 );5 )对TIN中的三角形进行循环，以每个三角形的顶点为参数，插值生成 GRID DEM 。参见图四.图一：等高线图洒因 500 576QC 57BQWJI I i I IIII *| k；、=- 11, i _tw 广 J 二二7厂二Y/iJii 、_ 厂厂J

16、d.、i/Jf f F TLfd -J上三二7TIrq:GSiJ?AJ/ :广ICO： 2000 3COO 4000 MOH 6050 7000 RO32- MOO 10：00 11000 1?00fl U00C- 1OlO 1S-300 17COO 1B00C图二：离散点57E(JC10fl： 2OCD 3?0O JOOO 500? SCIO 7D0：创畀 MCO 10：00 MOO， IPOOC 13-SiO *SOOO 1G3M t7C?0 9 XKblCOH 馬gn RB 5. DiK 良 3 曲.QHIM NCE- 003:1口冃二丿|口_!|_.|口=呂名呂2 34 g 邛HI总

17、COZ 8M G , i IHMi I li l t ! z J If i图三：导出的数据存储在文本中QfJ.； Z J-i 毋社 f h UU VUUUS75870.000000 575951-335765 575750.000000 575730,0eiS 575763.92536E E757S5.000300 -?5345445 57573pQ00300 575SSS哎 575950 QQgg 5760032哙3吐二工 576016,3勺呂 57597 厉 52 五石;3 5fi2OlOOOO0OO 562032.72230 562010.000000 562001.65826 5620

18、10-000000 562010.000000 577760.000000 577850.000000 577949.000000 577753.000000 577724.Q-71B67 577670 .ODOODCi 577S80.00000051312.120915571324.SS8257 5717345.27603 571414.358:5 571-7SC4 .A8S2S7 5717321.179-389.555*5-57173书呂220 571734 电电225丁 571775.巧召甫E81 5717774右W3257 571734廿巧已257 571754.8825 571824

19、 2239自2 571S74.335x57 57113.23731 571074為E325T 571824.228952 57134.23952 571552.209445 571811唱疔23五石 571515.507705 57K852.209445 571SS74.88257 5713S 3吗13295716909.04165图四：生成的GRID DEM囚七.茫审冋翌X I,昭g 总妃昌DEMg47.00000047.00000047.00000037.0000007.00000047.000000 ma越g7.000090 i7.00Q090 EQQQ00Q 攻7 000000 17.000090 7.DQOOQO 吕000000 48.000000 今E 000000 处.000000 8.000000 4? .000000 50,000000 50 0QOODO 50.000000 51.000000 51,000000 5100000051.000000