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华中科技大学
硕士学位论文
Delaunay三角网算法研究和应用开发
姓名:施敏
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:吴小平
2011-01-15
华中科技大学硕士学位论文
摘要
数字地面模型(DTM)技术用于识别地图信息,在地理信息系统、地学、计算
机图形学及虚拟现实等领域有着广泛的应用。数字地面模型是道路测量和设计现代
化的重要基础,如果数字地面模型技术不能很好的应用在道路工程,那么道路 CAD
技术也难有很大的突破。因此有必要对数字地面模型构建算法和应用进行深入研究,
促进道路、数模一体化系统的发展。
本文先是介绍了国内外数字地面模型软件发展状况,仔细分析了普遍使用的几
款数模软件的优缺点;然后对数字地面模型构建理论和算法进行了分析总结;再对
逐点内插法进行了详细的研究。通过自己的创新结合现有研究成果,优化了数字地
面模型的建立算法和完善了 DTM 编辑修改等交互功能,使用简洁和高效的数据结
构,保证了良好的扩展性,并与 MECAD 其他模块相结合,在中国华西工程设计建
设集团武汉分公司的工程设计项目中得到了验证。
本文将 STL 函数库、Delaunay 三角剖分算法和市政道路工程设计相结合,展开
相关研究,创新之处主要在于:
1、基于三角网外边界的三角形快速定位法,使得逐点内插法在时间复杂度上有
一定的提高,并且提高了 DTM 编辑和应用功能的稳定性,能处理凹外边界的内插值
计算。
2、三角网中三角面特征分析与应用:基于顶点高程将三角形分为三类,一般三
角面、平坦边三角面、平坦三角面,并应用于等高线生成和流域分析,生成无重复、
无分叉的等高线图。
3、区域汇流分析:通过对六种流域类型的分析,提出了三角面水流向分析。


关键词:数字地面模型三角剖分三角面特征快速定位法应用开发
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Digital Terrain Model (DTM) as a technology to identify map information. It is
widely applied in GIS, terra study, it is an important foundation of the modern road survey
and design. If the DTM technology is not well used in road works, then it is very difficult
to have a breakthrough in CAD technology of road. It is necessary to research in-depth of
the digital terrain model algorithms and applications, promote development of the
integrated System about road and DTM.
At first, this paper introduces the development of some Domestic and foreign
software about DTM, analysis the advantages and disadvantages of mon
software about DTM carefully; Second, I analysis and summary the building theory of
DTM. Last, I study By-point insertion in detail improved point-by-point insertion method.
Through my own innovation of existing research results, optimized algorithm for DTM ,
improved editing and other interactive features. The usage of concise prehensive
data structure is to ensure a good expansibility, bined with other modules of
MECAD, be proved in Road survey and design by the engineering projects of Wuhan
Branch be