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基于TIN的数字地面模型及其应用研究

作　者: 黄奎
导　师: 陈永锋
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 采矿系统工程
关键词: 数字地面模型不规则三角网 Delaunay三角网排土场容积
分类号: TD67
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 382次
引　用: 4次
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内容摘要

TIN能顾及地貌特征，比较方便、逼真地表示不连续对象如悬崖、断层、海岸线和山谷等复杂地貌形态。通过TIN数字地面模型，可容易地获得区域内任意点的地形情况、等高线、断面线、坡度图以及计算高程、区域面积和土方工程量等。本论文分析了数字地面模型中未知高程数据点的插补方法，重点分析了地形数据和不同类型数字地面模型的特性，研究了Delaunay不规则三角网格理论及其生成方法。针对三角网数字地面模型的特性，本论文在Watson算法的基础上，建立区块索引，结合翼边数据结构和自行设计的快速查找法，有效地提高了Delaunay不规则三角网格的生成速度；采用中点添加辅助点的方法解决了地面模型中地性线和地物的一致性问题，生成了更逼近真实地貌的Delaunay不规则三角网三维数字地面模型；结合CAD技术，给出了该模型在露天矿排土场容积计算方面的应用。本论文通过对金堆城钼矿排土场容积的计算表明利用本论文模型对土方量进行计算不仅方便、快捷，而且准确、可靠。

全文目录

摘要  3-4
Abstraction  4-7
1 绪论  7-9
  1.1 国内外研究的现状及发展水平  7
  1.2 本论文研究的目的意义  7-8
  1.3 本论文的主要研究内容  8
  1.4 本论文的研究思路  8-9
2 三角网数字地面模型的理论与方法  9-22
  2.1 三角网数字地面模型  9-10
  2.2 DELAUNAY三角网  10-12
    2.2.1 Delaunay三角网与Voronoi图  10-11
    2.2.2 Delaunay三角化  11-12
  2.3 DELAUNAY三角网的构造  12-13
  2.4 DELAUNAY三角网的特性  13-15
    2.4.1 最小角最大准则  13
    2.4.2 局部优化与整体优化  13-14
    2.4.3 Delaunay空洞与局部重连  14-15
  2.5 三角网格中的数量关系  15-16
  2.6 三角网格生成方法分类  16-18
    2.6.1 按剖分对象分类  16-17
    2.6.2 按算法思路分类  17-18
  2.7 经典DELAUNAY三角化算法  18-22
    2.7.1 Bowyer算法  18
    2.7.2 Watson算法  18-20
    2.7.3 换边法  20-21
    2.7.4 网格前沿法  21-22
3 TIN数字地面模型的生成  22-45
  3.1 建立TIN数字地面模型的关键问题  22-23
  3.2 数字地面模型原始数据获取访法及适用范围  23-24
  3.3 地形数据的组织  24-25
  3.4 TIN数字地面模型的数据结构  25-26
  3.5 TIN数字地面模型的生成算法  26-38
    3.5.1 逐点插入算法(Matson算法)的基本步骤  27-29
    3.5.2 索引系统  29-30
    3.5.3 快速定位  30
    3.5.4 影响域的快速确定与重构  30-32
    3.5.5 满足地性线和地物限制的约束Delaunay不规则三角网格DTM  32-37
    3.5.6 算法复杂性分析  37-38
  3.6 DTM插值算法  38-41
    3.6.1 线性内插法  38-39
    3.6.2 距离加权法  39
    3.6.3 趋势面法  39-40
    3.6.4 克里格金法  40-41
  3.7 TIN数字地面模型的显示  41-45
4 TIN数字地面模型的应用  45-52
  4.1 土方量计算方法的比较  45-46
    4.1.1 断面法  45-46
    4.1.2 方格网法  46
  4.2 基于TIN的土方量计算  46-48
    4.2.1 斜面三角柱体体积的计算  47
    4.2.2 排土场容积的计算  47-48
  4.3 金堆城钼矿排土场设计  48-50
    4.3.1 设计面独立堆起(设计面高于地形)  48
    4.3.2 设计面部分高于地形(有一部分靠在山坡上)  48-49
    4.3.3 盆状地形  49
    4.3.4 其他情况  49-50
  4.4 金堆城钼矿南大扩开采方案中各排土场容积汇总  50-52
5 结论  52-54
  5.1 论文总结  52
  5.2 有待进一步解决的问题  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-58
硕士研究生学习阶段发表论文  58

基于TIN的数字地面模型及其应用研究

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