[发明专利]一种基于直线体素遍历原理的多段线嵌入TIN算法

说明书

本发明公开了一种基于直线体素遍历原理的多段线嵌入TIN算法，步骤为：建立多段线与TIN空间索引；将多段线嵌入TIN。本发明实现了一种基于直线体素遍历的多段线嵌入TIN算法，该算法在构建多段线与TIN空间索引时，应用直线体素遍历原理，使多段线各组成直线段与TIN中三角形的边仅关联于其实际穿越的索引单元格，从而减少了多段线嵌入TIN过程中无谓的检测计算造成的时间浪费，极大地提高了后续裁剪、分割等操作的时间效率，对基于TIN构模的其他相关领域具有一定的借鉴意义和推广应用价值。

技术领域

本发明属于数字矿山的技术领域，尤其涉及一种基于直线体素遍历原理的多段线嵌入TIN算法。

背景技术

不规则三角网(Triangulated Irregular Network，TIN)是依据某种特定规则(如：Delaunay三角剖分规则)对构模对象表面离散采样点进行三角剖分，从而构建一种连续的、空间上互不重叠的不规则三角网来描述构模对象表面的空间几何形态。TIN较好地保持了测量数据的原始性，既能够满足高精度建模的需要，同时还能避免建模对象表面局部起伏平坦时的数据冗余，因此，TIN被广泛应用于数字地形模型(Digital Terrain Model，DTM)、地质层面模型以及三维物体表面建模等。

在TIN模型的后续应用中，以闭合或非闭合多段线为边界对TIN进行分割、裁剪等是使用频率较高的操作，在此过程中，为了实现精确分割或裁剪，需要基于TIN插值计算多段线顶点高程、多段线与TIN中三角形组成边的交点及高程，即：将多段线嵌入TIN。随着高精度测量技术的发展以及TIN建模精度的不断提高，TIN数据规模越来越大，对TIN裁剪、分割等后续应用操作的时间效率也提出了更高的要求，多段线嵌入TIN作为TIN裁剪、分割的基础算法，如何在TIN数据量较大条件下实现多段线的快速嵌入，已成为亟待解决的问题。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所要解决的问题在于提供一种基于直线体素遍历原理的多段线嵌入TIN算法，采用直线体素遍历原理构建多段线组成直线段与TIN中三角形边的紧凑空间格网索引，减少多段线嵌入TIN过程中不必要的相交检测计算，确保TIN裁剪与分割操作在数据规模较大情况下具有较高的时间效率。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种基于直线体素遍历原理的多段线嵌入TIN算法，包括以下步骤：

S1：建立多段线与TIN空间索引；

S2：将多段线嵌入TIN。

可选的，所述步骤S1包括：

S11：建立顶点空间格网索引；

S12：建立边空间格网索引；

S13：建立TIN中三角形空间格网索引。

可选的，所述步骤S2包括：

S21：计算多段线顶点高程；

S22：计算多段线与TIN三角形交点。

进一步的，所述步骤S11包括：

设某顶点的平面坐标为(x₀,y₀)，包含TIN与多段线在内的建模数据域最小外接矩形左下角点的坐标为(x_min,y_min)，格网单元边长为cellSize，则该顶点所在索引单元格的位置，即单元格的行坐标rowId与列坐标colId按下式计算：

进一步的，步骤S12的具体步骤为：

S121：确定主坐标轴；