[发明专利]一种单机多核环境下约束地形并行构建方法

摘要

本发明公开了一种单机多核环境下约束地形并行构建方法，包括以下步骤基于四方边缘结构的CD‑TIN数据结构及主要函数设计；基于负载平衡的数据划分策略；基于分治算法的子网并行构建；子网并行合并；格网索引构建；约束点地物并行插入；约束线地物并行插入；约束面地物并行插入。充分发挥并行计算技术为普通用户对地形高效构建的需求，给普通用户带来更强的体验。在现有技术基础上，设计一种合适的约束地形内存描述数据结构，并构建以之对应的数据库存储模型，进一步提出了基于负载平衡策略离散点数据划分策略；选择分治算法作为地形构建的基础算法，在空间索引技术支持下，制定了约束点地物、约束线地物和约束面地物的并行插入规则，并设计了并行插入算法。

主权项

一种单机多核环境下约束地形并行构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于四方边缘结构的CD‑TIN数据结构及主要函数设计；步骤2，基于负载平衡的数据划分策略；步骤3，基于分治算法的子三角网并行构建；步骤4，子三角网并行合并；步骤5，格网索引构建；步骤6，约束点地物并行插入；步骤7，约束线地物并行插入；步骤8，约束面地物并行插入；所述步骤1的具体步骤为：CCW代表逆时针方向，CW代表顺时针方向，该数据结构定义如下：(1)假设初始边为e，则e有一个与其方向相反的伴生边e.twin；e.org为e的起始点坐标；e.dest为e的终点坐标；e.Rot和e.InvRot为e的对偶边；(2)包含“next”的边是指以逆时针方向围绕邻面或顶点的下一条边；e.Lnext指逆时针围绕e边左面的下一条边，与e边同左面；e.Dnext指逆时针围绕e边终点的下一条边，与e边同终点；e.Onext指逆时针围绕e边起点的下一条边，与e边同起点；e.Rnext指逆时针围绕e边右面的下一条边，与e边同右面；(3)包含“prev”的边是指以顺时针方向围绕邻面或顶点的下一条边；e.Dprev指顺时针围绕e边终点的下一条边，与e边同终点；e.Rprev指顺时针围绕e边右面的下一条边，与e边同右面；e.Lprev指顺时针围绕e边左面的下一条边，与e边同左面；e.Oprev指顺时针围绕e边起点的下一条边，与e边同起点；为实现该数据结构，定义了三个数据类：节点类—VertexClass、边类—EdgeClass和三角形类—TriangleClass，以及一个操作类：UtilityClass；VertexClass记录节点三维坐标、关联边和布尔值的约束属性，EdgeClass记录四方边缘结构的各拓扑边、左右三角边形和布尔值的约束属性；UtilityClass中定义了CD‑TIN的系列操作函数接口，其中包含四个主要含数据接口：makeEdge、splice、connected和swap，函数功能描述如下：(1)void splice(Edge*a,Edge*b)，该函数作用是对a、b边进行连接或者拆分；若将a、b边所在的两个具有共同顶点的独立子三角网合并，该函数将两个子三角网在共同顶点处关联在一起；同时，合并a和b左侧的面；相反，若要在共同顶点处沿a和b边拆分，该函数将在共同顶点处将三角网拆分成两个独立子三角网，同时，分裂a和b左侧的面；(2)Edge*connected(Edge*a,Edge*b)，该函数作用是连接a的终点，b的起点生成新边c，在此过程中会建立a,b,c之间的四方边缘结构关系,next指边的Lnext，prev指边的Lprev；(3)void swap(Edge*e)，该函数作用是用来交换对角线边，当用局部优化法LOP检测三角形不满足Delaunay法则时，则需要交换对角线边，将与e边相邻的两三角形组成的四边形另两顶点相连，形成新的边取代e，该边分别以e边起点和终点逆时针方向查找，第一点为新边的起点，第二点为终点。