TIN数据结构.ppt
【空间数据库原理】【空间数据库原理】3.5 3.5 TINTIN结构结构( (Triangulated Irregular Networks StructureTriangulated Irregular Networks Structure) )在地理信息系统中，DEM(Digital Elevation Model)最主要的三种表示模型是：规则格网规则格网等高线等高线不规则三角网不规则三角网【空间数据库原理】【空间数据库原理】规则格网的缺陷：规则格网的缺陷：在地形平坦的地方，存在大量的数据冗余；在不改变格网大小的情况下，难以表达复杂地形的突变现象；在某些计算，如通视问题，过分强调网格的轴方向。 【空间数据库原理】【空间数据库原理】一、不规则三角网（一、不规则三角网（TIN）模型模型 不规则三角网（Triangulated Irregular Network, TIN）是另外一种表示数字高程模型的方法Peuker等，1978，它既减少规则格网方法带来的数据冗余，同时在计算（如坡度）效率方面又优于纯粹基于等高线的方法。 TIN是一个三维空间的分段线性模型 TIN模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到（在边上用边的两个顶点的高程，在三角形内则用三个顶点的高程）。TIN数据组织存储每个点的高程，还要存储其平面坐标、节点连接的拓扑关系，三角形及邻接三角形等关系。TIN模型在概念上类似于多边形网络的矢量拓扑结构，只是TIN模型不需要定义“岛”和“洞”的拓扑关系。 213131212131312112131312111)()(yxyxxzxzyyzyzyxxZZ(X1,Y1,Z1)(X2,Y2,Z2)(X3,Y3,Z3)P(X,Y,Z);133112211331122113311221zzzzzzyyyyyyxxxxxx【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的数据组织的数据组织TIN数据模型三角形 + 边 + 顶点 三角形：三个指向它三个边的记录的指针； 边：两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针； 顶点：坐标（X,Y,Z）。XXXXXXXXYYYYYYYYZZZZZZZZ1112345678234567823456781234567812345678123487651234567812367812925641112137859111513三角形顶点12345678910121311141512345678X1161215X312X4232314342415652654边【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的数据组织的数据组织TIN数据模型顶点 + 相邻三角形 三角形：三个顶点和三个相邻三角形； 顶点：坐标（X,Y,Z）。XXXXXXXXYYYYYYYYZZZZZZZZ111234567823456782345678123456781234567811125443542365746544888721X31264534XX587X62867XX顶点邻接三角形三角形文件点文件1234567812348765【空间数据库原理】【空间数据库原理】二、二、TIN的建立的建立方法GRID转换为TINDelauany三角剖分 特性特性其Delaunay三角网是唯一的；三角网的外边界构成了点集P的凸多边形“外壳”；没有任何点在三角形的外接圆内部，反之，如果一个三角网满足此条件，那么它就是Delaunay三角网。与其他三角形结构相比，它能将其中的最小角最大化，符号最优化条件。 【空间数据库原理】【空间数据库原理】二、二、TIN的建立的建立建立对给定的点集合P= Pi | i=1,2,3n中的任意三个点：Pr、Ps、Pt(rs t)，其外接圆半径为R，若点集中其他任何点Pk(krst)到该最小外接圆圆心的距离DkR，则Pr、Ps、Pt可以构成一个Delauany三角形。P1P2P3P4P5P6P7P8V1V2V3V4V5V6V7V8【空间数据库原理】【空间数据库原理】三、三、TIN的的局部优化局部优化 （LOP）局部优化过程LOP Lawson 1977提出了一个局部优化过程LOP（Local Optimization Procedure）方法。先求出包含新插入点p的外接圆的三角形，这种三角形称为影响三角形（Influence Triangulation）。删除影响三角形的公共边（图b中粗线），将p与全部影响三角形的顶点连接，完成p点在原Delaunay三角形中的插入。三角网插值动态建网技术 LOD(Layer Of Detail)移动模糊，静止清晰【空间数据库原理】【空间数据库原理】三、三、Voronoi图（梯森多边形）图（梯森多边形）梯森多边形梯森多边形（Thiessen Polygins，VoronoiDiagram，Dirichlet Tesselation）；是Delauany三角网的对偶；是空间的一种分割方式（一个梯森多边形内的任意一点到本梯森多边形中心的距离都小于到其它梯森多边形中心的距离）；对空间的一种内插方法（空间的任何一个未知点的值都可以由距离它最近的已知点的值取代）；生成方法由Delauany三角网生成。P1P2P3P4P5P6P7P8V1V2V3V4V5V6V7V8【空间数据库原理】【空间数据库原理】三、三、 TIN的应用的应用三维显示技术动态显示技术 纹理叠加地貌晕渲 三维仿真三维分析通视性分析淹没分析地形剖面分析坡度坡向分析土石方计算 三角网内插 等高线追踪 内插等高线【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的应用的应用(1)【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的应用的应用(2)【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的应用的应用(3)【空间数据库原理】【空间数据库原理】TIN的应用的应用(4)
