引 言

DTM（數字地形模型）的定義為“以數字形式存儲的地球表面上所有信息的總和，是描述地面特征空間分布的數值的集合，是地形表面形態(tài)等多種信息的一種數字表示，是描述地形特征空間分布的有序數值陣列?！睌底值匦文Ｐ筒粌H包通過航、衛(wèi)片的立體像對生成的高程數據，還包括公路、建筑物、河流等存在于地形表面的地物數據。地形可視化概念自形成以來，國內外學者就針對不同的目的對數據模型、相關算法以及理論進行不斷研究，如今依托于計算機技術已經成功建立起多種可視化模型。1997 年，Mark 等人提出了 ROAM（實時優(yōu)化適應網格）算法，ROAM 算法規(guī)則是對傳統(tǒng) LOD（層次細節(jié)技術）算法的改進，優(yōu)化后的的ROAM 算法可以極大地提高地形數據的運算效率，尤其適合應用于大規(guī)模地形數據，因為它可以根據視點的位置實現對模型細節(jié)層次的動態(tài)計算。通過近年來的研究，我國學者提出一種基于地形特征和參數的地形生成方法，研究者將地形視為一個隨機統(tǒng)計過程，并綜合應用了實用回歸、分形幾何模型等多種技術。另外， 有學者將三角網地形生成方法與傳統(tǒng)的分割 - 合并法融合在一起，提出了基于不規(guī)則三角網模型的自適應分塊思想以及相應的地形簡化過程。

1 改進的 Delaunay三角網法算法

數字地面模型從數據結構的角度可以分為 2 大類，即TIN（不規(guī)則三角網模型）和 Grid（不規(guī)則網格模型），TIN是針對離散點數據，其具有數據冗余小的優(yōu)點，而且可以充分顧及到地形特征，能夠將地形各種復雜的細節(jié)特征有效反映出來，但該方法的算法比較復雜，所以在實現方面存在一定難度，而且存儲以及空間操作上也很不方便 ；Grid是基于規(guī)則分布數據點，該方法拓撲關系簡單，算法容易實現，存儲以及空間操作都非常方便，但其數據冗余較大，不能有效地對地形結構和特征進行描述。TIN是地形生成算法的基礎， 本文著重討論TIN的算法。三角網相對于TIN 和 Grid算法比較簡單，而且圖形靈活多變，改進的Delaunay三角網法可以有效提高 TIN的建網效率，下面就對Delaunay的改進算法的相關研究。

利用數據分塊建網再合并技術對Delaunay 算法進行優(yōu)化處理，因為 Delaunay 算法的原則同樣適用于TIN 建網和合并， 所以基于該方法的建網效率與采樣點增長呈線性遞減分布，使得Delaunay 三角網的生成速度得到大幅度提高。Delaunay 改進算法處理過程如下：

2 處理原始數據（切分采樣點）

圖 1所示是采用數據切分的過程圖，圖中的“A為原始采樣點。首先對原始采樣點 A插入二叉樹根節(jié)點，并根據采樣點的地理位置置入葉子節(jié)點，如果葉子節(jié)點中采樣點的最終數量大于三角網采樣點的最大允許數量值，將該葉子節(jié)點作成根節(jié)點形成兩個葉子節(jié)點，此時形成了兩部分數據，實現了區(qū)域二分，反復進行此操作模式直到數據插入完畢”。圖 1中采樣點處理完畢后一共形成 4個三角網，各個三角網的合并好結合其在二叉樹中的位置進行， 其中有父節(jié)點相同時先合并。圖 1中 11由110和 111 合并而成，1由10和 11合并而成，完整的Delaunay 三角網最終由1 和 0 合成。

3 基本三角網的生成

3 三維地形可視化系統(tǒng)的實現 

3.1 系統(tǒng)設計 

地形表面網格模型的構建根據 DEM 數字高程模型，以 實現三維地形可視化系統(tǒng)的設計，并利用光照、立體視覺技術 以及紋理映射等實現地形地貌的真實再現。三維地形建模的 流程如下圖 2 所示。 

3.2 系統(tǒng)設計結構 

本 研 究 的 基 礎 設 施 為 Windows XP 操 作 系 統(tǒng) 以 及 VC++6.0、OpenGL，基于以上系統(tǒng)和軟件進行開發(fā)，三維地 形可視化系統(tǒng)用到的關鍵數據結構可根據三角形面片使用單 鏈表形式定義，代碼如下：（來自 DEM 文件的數據多通過面 向對象方法設計出的 Cterrain 類來處理，這里不再詳細介紹）。

4 結 語

采用逐點插入的方法對 Delaunay 進行三角劃分是三維地 形顯示中非常重要的環(huán)節(jié)，在原有 Delaunay 算法基礎上采用 采樣數據分塊建網，然后對基本三角網進行合并，這一方法極 大的提高的 Delaunay 三角網的生產速度。