三角网算法
1. 基本概念 三角网是由一系列连续三角形构成的网状的平面控制图形,是三角测量中布设连续三角形的两种主要扩展形式,同时向各方向扩展而构成网状,优点为点位分布均匀、各点之间互相牵制、图形强度较高,缺点是扩展较缓慢。 三角网是实现地形三维可
1. 基本概念
三角网是由一系列连续三角形构成的网状的平面控制图形,是三角测量中布设连续三角形的两种主要扩展形式,同时向各方向扩展而构成网状,优点为点位分布均匀、各点之间互相牵制、图形强度较高,缺点是扩展较缓慢。
三角网是实现地形三维可视化,数字地面模型(Digital Terrain Model,简称DTM)是一种很有效的途径。DTM主要是由栅格和不规则三角网(Triangulated Irregular Network,简称TIN)两种数据格式来表示,相比于栅格TIN具有许多优点,几乎能适用于任何复杂的地形,所以TIN是DTM常采用的一种格式。
2. 定义
三角网是布设水平控制网的一种形式。在三角测量、三边测量、边角测量中互相连结的三角形所构成的控制网.构成网状的称三角网,构成锁链状的称三角锁。
三角网是水平控制网中的一种布设形式。由若干个三角形连结构成的三角网。中国二等三角测量和大部分三、四等三角锁测量采用这种形式。这种网控制面积大,几何条件多,图形结构强,有利于检查角度观测质量。
三角网是三角测量中由一系列三角形构成的网。是水平控制网布设的一种形式。与其他布设形式相比,其控制面积大,几何条件多,图形结构强,更有利于全面检查角度观测质量,但其工作量大,扩展缓慢。
三角网是在地面上选择一系列彼此通视的控制点,把它们用三角形的形式联接起来所构成为测量服务的网络。
2.1 Tin
TIN即是不规则三角网,也名“曲面数据结构”,是一种矢量数据。根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程模型由连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置。
在GIS中常用的储存曲面的一种数据结构。通常用于数字地形的三维建模和显示。
它能根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络,数字高程由连续的三角面组成,三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置,能够避免地形平坦时的数据冗余,又能按地形特征点表示数字高程特征。该结构被广泛应用在各种GIS软件,如著名的ARC/INFO等。
3. 使用场景
- 在地理信息中表达地形
- 三维建模
- 空间算法中广泛使用
以下列举一下笔者在工作中了解到和使用的该数据结构的点
- 计算和判断图形是否存在问题(提取数据的中心线)
- 生成空间拓扑
4. Delaunay三角网
德洛内(Delaunay)三角网的定义: 它是一系列相连的但不重叠的三角形的集合, 而且这些三角形的外接圆不包含这个面域的其他任何点。
中文名:德洛内三角(或者狄罗尼三角)
外文名 Delaunay
4.1 特性:
- 每个德洛内(Delaunay) 三角形的外接圆不包含面内的其他任何点, 称之为德洛内(Delaunay) 三角网的空外接圆性质
这个特征已经作为创建德洛内(Delaunay) 三角网的一项判别标准
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它的另一个性质最大最小角性质: 每两个相邻的三角形构成的凸四边形的对角线,在相互交换后,六个内角的最小角不再增大。
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Delaunay三角网是Voronoi图的伴生图形, 它们两个是被普遍接受和采用的分析研究区域离散数据的有力工具。
4.2 优点与局限性:
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优点
- 结构良好, 数据结构简单, 数据冗余度小, 存储效率高, 与不规则的地面特征和谐一致,可以表示线性特征和迭加任意形状的区域边界, 易于更新,可适应各种分布密度的数据等;
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局限性
- 算法实现比较复杂和困难
4.3 成熟算法
- 翻边算法
- 逐点插入算法
- 分割合并算法
- Bowyer-Watson算法
后续将上述4中算法研究,单独形成一篇博客
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