一种含边拓扑信息的不规则三角网弧扫式构建方案

摘要

一种含边拓扑信息的不规则三角网弧扫式构建方案，涉及地理信息系统(GIS)以及激光雷达(LiDAR)数据处理所需的不规则三角网(TIN)的构建技术，尤其是含有边信息的不规则三角网的快速构建技术。本发明使用一种含有向边及其拓扑关系的数据结构。先对点集相对某一选定的参考中心计算各点的距离及方位角，对点集按照与参考中心的距离排序，并按此顺序由内向外以圆弧扫描的方式逐个把离散点联入三角网中，同时以递归方式局部优化新生成的三角形。方法中用双向循环链表结合一个按照方位角划分的存储桶用于管理和检索已有三角网外侧凸包边界上的所有边。每联入一个点时，借助存储桶的导向功能快速找出符合联网条件的边以构建新三角形。本方法具有构网速度快、思路简单、易于实现和生成的三角网拓扑关系明确的特点，对基于LiDAR海量数据的不规则三角网构建及其数据处理提供了有效方法。

主权项

一种含边拓扑信息的不规则三角网弧扫式构建方案，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用含顶点、有向边、三角形的3种类型定义，分别用三个数组存放；(2)确定一个参考中心位置，计算所有离散点相对参考中心的距离和方位角，将待构网的离散点集按照该距离从小到大升序排序；(3)建立一个存放三角网外边界边序列的双向循环链表，并建立一个根据链表中始点的方位角存放结点的方位角存储桶；(4)在排序过的点集中取最初三个点按逆时针顺序连成首三角形，并将三条边的记录以同样的逆时针顺序存入一个双向循环链表中，形成初始三角网外边界；(5)从点集中按序取下一个点，按照该点的所属方位角，从对应的方位存储桶开始快速找出以右侧面向当前点的边，都作为与当前点连成新三角形的基边；(6)将第三步中找出的所有基边与当前扫描过的点构建成为三角形，将其加入到三角形数组中，同时基边的反向边以及另外两条边(分别称为左侧边和右侧边)，更新外边界链表；(7)对每个新生成的三角形都要与其所有邻接三角形进行检验是否符合Delaunay三角网最优准则，否则交换三角形的对角边，并以递归的方式对交换后得到的三角形进行扩散式LOP优化；(8)重复第(5)~(7)步，直至点集中所有的点都被处理过。