本发明专利技术涉及一种等高线生成方法及装置，属于地理信息系统领域，具体涉及一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置。本发明专利技术首先建立了基于Delaunay三角网的数字高程模型，改善了网形的形态。然后根据各种地形线、断裂线和地物符号对网形进行修正，从而保证了DTM根据实测数据最大程度地还原地形原貌。再根据这个精确的DTM追踪等高线继而保证了等高线的精度。最后，将等高线对地物符号的曲线多边形边界进行断开，较好地解决了等高线遇地物，特别是重叠地物和大面积地物的断开处理问题。本发明专利技术建立的DTM不仅能用于追踪等高线，还用于土石方计算和断面处理及工程设计等领域。所以，本发明专利技术在斜坡和道路等无需绘制等高线的区域也建立了高程模型。
【技术实现步骤摘要】
一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置
本专利技术涉及一种等高线生成方法及装置，属于地理信息系统领域，具体涉及一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置。
技术介绍
在地形图中，表示地貌起伏的一种重要手段是等高线，在常规平板测图中，等高线是由人工在野外手工描绘的。在自动化成图中，计算机自动勾绘等高线的算法是相当复杂的，也是自动化制图系统的难点之一。它首先要建立数字高程模型，即把野外采集到的互不相干的离散点进行网络化，即建立起相应离散点之间的联系，然后直接在网络模型上进行内插而勾绘出等高线(也称等值线)。地图中的等高线，是不同于其它一般的等值线图的，它要求精度较高，同时在建立网络模型时，一定要考虑各种地形线和断裂线，如山脊、山谷和陡坎等。另外，按照地图习惯要求，等高线在遇到地物、注记等时还需要断开，这些，为计算机自动绘制等高线带来了较大的困难。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置。该方法及装置大量运用了如插入式构网算法、动态增量索引等先进的优化技术，提高了等高线的生成效率，并且较好地解决了等高线遇地物，特别是重叠地物和大面积地物的断开处理问题。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于B样条拟合的等高线生成方法，包括：步骤1，生成等高线，确认比例尺和等高距，读入待处理图的点文件，根据图中的已有高程点进行自动构网，在网型中，选择蓝色为普通三角网边，红色和绿色为限定边，其中，限定边即为受限制的边，其与普通边的区别就是不能进行交换边，限定边是为了进行必须的地物断开的需要而指定的边；构网后就进行等高线的追踪；在追踪等高线之前对三角网进行适当的修整，具体包括：步骤101，在进行三角形构网时，如果三角形的某个角度>＝135度，则容易造成该处等高线失真，从而影响数据精度，为避免此种情况，在相邻两钝角三角形构成的四边形中，将该四边形对角线进行交换，从而在不删除三角形的情况下将较大钝角的三角形变成锐角三角形；步骤102，将不需构网或网型不合格的边删去；步骤103，添加网型边或将误删除的边重新补回来；步骤104，增删边界，增删边界具有划定等高线禁区和生成等高线区域两重功能，划定等高线禁区是在整体构网之后，划出增删边界，将该范围内的三角网自动删除，叠加等高线时则该范围内的等高线自动断开；划定等高线禁区是在构网之前，先划定增删的边界，则只有划定的区域内才构网；步骤2，等高线的叠加及图形处理，打开需叠加等高线的图形，自定义等高线注记间距及其小数位数、散点注记间距及其小数位数，选择是否对等高线进行磨光处理；其中，若选中该项，则生成的等高线平滑美观，但精确度可能会有所降低；若不选中，则等高线较真实，但不一定很平滑；然后，将高线即可自动叠加到图上，对此时的地形图进行以下处理：步骤201，在图上由高程的方向向底高程的方向划线，在屏幕采线与等高线相交的地方生成注记，再做一次等高线断开处理，则在注记处等高线自动断开；步骤202，根据需要在自定义的范围内对离散点加以注记，具体做法是：先画出某一区域，对该范围内的散点进行注记，若不画定任何范围，则在全图范围内进行注记。步骤203，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、H样条插值和B样条拟合及合并近距离点三种方式；步骤3，采用三角网格法进行土方计算，包括以下选择步骤：步骤301，采用水平基准面模式进行土方计算，其中，水平基准面模式是指填挖方的相对参考面是水平面的情况，首先读入参与计算的地形图的eb文件，然后进行区域构网，再输入基准面高程，其中在该对话框中默认的高程是当前图的最高高程与最低高程的平均值，接下来再确定参加土方量计算的区域，然后计算体积；步骤302，采用倾斜基准面模式进行土方计算，其中，倾斜基准面模式是指填挖方的相对参考面是倾斜的平面的情况，它相对水平面有一个倾角；倾斜基准面模式参数的整体意义是：斜面由基准线和线外一点确定，基准线的高程是基准线所通过的水平面的高程，而线外一点(即定向点)相对水平面的倾角即倾斜面与水平面的夹角；其中，倾斜基准面模式需要在参数设置中选择倾斜基准面，然后在输入基准面高程的同时输入基准面倾角；步骤302，采用任意基准面模式进行土方计算，其中，任意基准面模式是指进行土方量计算的相对基准面是任意的形状的面；包括：构造双层模型，首先读入第一模型即填挖后的目标模型,然后构网，再选择构造第二模型，读入第二模型，即原模型，然后构网，再选择当前模型，回到第一模型，划定工程范围，接下来即可进行土方量计算。优化的，上述的一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、B样条拟合、H样条插值。优化的，上述的一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置，还包括步骤4，读入参与计算的地形图的文件，构筑三角网，在需增加断面处划线，根据划线生成断面。优化的，上述的一种基于B样条拟合的等高线生成方法及装置，还包括步骤5，读入等高线处理文件构网后，屏幕显示分为两部分：平面模型编辑部分和三维效果显示部分。一种等高线生成装置，包括：等高线生成模块，确认比例尺和等高距，读入待处理图的点文件，根据图中的已有高程点进行自动构网，在网型中，选择蓝色为普通三角网边，红色和绿色为限定边，其中，限定边即为受限制的边，其与普通边的区别就是不能进行交换边，限定边是为了进行必须的地物断开的需要而指定的边；构网后就进行等高线的追踪；在追踪等高线之前对三角网进行适当的修整，具体包括：对边交换单元，在进行三角形构网时，如果三角形的某个角度>＝135度，则容易造成该处等高线失真，从而影响数据精度，为避免此种情况，在相邻两钝角三角形构成的四边形中，将该四边形对角线进行交换，从而在不删除三角形的情况下将较大钝角的三角形变成锐角三角形；直线删网单元，将不需构网或网型不合格的边删去；边插入单元，添加网型边或将误删除的边重新补回来；边界增删单元，增删边界具有划定等高线禁区和生成等高线区域两重功能，划定等高线禁区是在整体构网之后，划出增删边界，将该范围内的三角网自动删除，叠加等高线时则该范围内的等高线自动断开；划定等高线禁区是在构网之前，先划定增删的边界，则只有划定的区域内才构网；叠加及图形处理模块，打开需叠加等高线的图形，自定义等高线注记间距及其小数位数、散点注记间距及其小数位数，选择是否对等高线进行磨光处理；其中，若选中该项，则生成的等高线平滑美观，但精确度可能会有所降低；若不选中，则等高线较真实，但不一定很平滑；然后，将高线即可自动叠加到图上，对此时的地形图进行以下处理：局部等高线标注单元，在图上由高程的方向向底高程的方向划线，在屏幕采线与等高线相交的地方生成注记，再做一次等高线断开处理，则在注记处等高线自动断开；局部离散点注记单元，根据需要在自定义的范围内对离散点加以注记，具体做法是：先画出某一区域，对该范围内的散点进行注记，若不画定任何范围，则在全图范围内进行注记。光顺方式选择单元，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、H样条插值和B样条拟合及合并近距离点三种方式；土方计算模块，采用三角网格法进行土方计算，包括以下选择步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于B样条拟合的等高线生成方法，其特征在于，包括：步骤1，生成等高线，确认比例尺和等高距，读入待处理图的点文件，根据图中的已有高程点进行自动构网，在网型中，选择蓝色为普通三角网边，红色和绿色为限定边，其中，限定边即为受限制的边，其与普通边的区别就是不能进行交换边，限定边是为了进行必须的地物断开的需要而指定的边；构网后就进行等高线的追踪；在追踪等高线之前对三角网进行适当的修整，具体包括：步骤101，在进行三角形构网时，如果三角形的某个角度>＝135度，则容易造成该处等高线失真，从而影响数据精度，为避免此种情况，在相邻两钝角三角形构成的四边形中，将该四边形对角线进行交换，从而在不删除三角形的情况下将较大钝角的三角形变成锐角三角形；步骤102，将不需构网或网型不合格的边删去；步骤103，添加网型边或将误删除的边重新补回来；步骤104，增删边界，增删边界具有划定等高线禁区和生成等高线区域两重功能，划定等高线禁区是在整体构网之后，划出增删边界，将增删边界范围内的三角网自动删除，叠加等高线时则增删边界范围内的等高线自动断开；划定等高线禁区是在构网之前，先划定增删的边界，则只有划定的区域内才构网；步骤2，等高线的叠加及图形处理，打开需叠加等高线的图形，自定义等高线注记间距及其小数位数、散点注记间距及其小数位数，选择是否对等高线进行磨光处理；其中，若选中对等高线进行磨光处理，则生成的等高线平滑美观，但精确度会有所降低；若不选中，则等高线较真实，但不一定很平滑；然后，将高线即可自动叠加到图上，对此时的地形图进行以下处理：步骤201，在图上由高程的方向向底高程的方向划线，在屏幕采线与等高线相交的地方生成注记，再做一次等高线断开处理，则在注记处等高线自动断开；步骤202，根据需要在自定义的范围内对离散点加以注记，具体做法是：先画出某一区域，对该范围内的散点进行注记，若不画定任何范围，则在全图范围内进行注记；步骤203，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、H样条插值和B样条拟合及合并近距离点三种方式；步骤3，采用三角网格法进行土方计算，包括以下选择步骤：步骤301，采用水平基准面模式进行土方计算，其中，水平基准面模式是指填挖方的相对参考面是水平面的情况，首先读入参与计算的地形图的eb文件，然后进行区域构网，再输入基准面高程，其中在对话框中默认的高程是当前图的最高高程与最低高程的平均值，接下来再确定参加土方量计算的区域，然后计算体积；步骤302，采用倾斜基准面模式进行土方计算，其中，倾斜基准面模式是指填挖方的相对参考面是倾斜的平面的情况，它相对水平面有一个倾角；倾斜基准面模式参数的整体意义是：斜面由基准线和线外一点确定，基准线的高程是基准线所通过的水平面的高程，而线外一点相对水平面的倾角即倾斜面与水平面的夹角；其中，倾斜基准面模式需要在参数设置中选择倾斜基准面，然后在输入基准面高程的同时输入基准面倾角。步骤302，采用任意基准面模式进行土方计算，其中，任意基准面模式是指进行土方量计算的相对基准面是任意的形状的面；包括：构造双层模型，首先读入第一模型即填挖后的目标模型，然后构网，再选择构造第二模型，读入第二模型，即原模型，然后构网，再选择当前模型，回到第一模型，划定工程范围，接下来即可进行土方量计算；其中，步骤203中B样条拟合包括磨光处理。...
【技术特征摘要】
1.一种基于B样条拟合的等高线生成方法，其特征在于，包括：步骤1，生成等高线，确认比例尺和等高距，读入待处理图的点文件，根据图中的已有高程点进行自动构网，在网型中，选择蓝色为普通三角网边，红色和绿色为限定边，其中，限定边即为受限制的边，其与普通边的区别就是不能进行交换边，限定边是为了进行必须的地物断开的需要而指定的边；构网后就进行等高线的追踪；在追踪等高线之前对三角网进行适当的修整，具体包括：步骤101，在进行三角形构网时，如果三角形的某个角度>＝135度，则容易造成该处等高线失真，从而影响数据精度，为避免此种情况，在相邻两钝角三角形构成的四边形中，将该四边形对角线进行交换，从而在不删除三角形的情况下将较大钝角的三角形变成锐角三角形；步骤102，将不需构网或网型不合格的边删去；步骤103，添加网型边或将误删除的边重新补回来；步骤104，增删边界，增删边界具有划定等高线禁区和生成等高线区域两重功能，划定等高线禁区是在整体构网之后，划出增删边界，将增删边界范围内的三角网自动删除，叠加等高线时则增删边界范围内的等高线自动断开；划定等高线禁区是在构网之前，先划定增删的边界，则只有划定的区域内才构网；步骤2，等高线的叠加及图形处理，打开需叠加等高线的图形，自定义等高线注记间距及其小数位数、散点注记间距及其小数位数，选择是否对等高线进行磨光处理；其中，若选中对等高线进行磨光处理，则生成的等高线平滑美观，但精确度会有所降低；若不选中，则等高线较真实，但不一定很平滑；然后，将高线即可自动叠加到图上，对此时的地形图进行以下处理：步骤201，在图上由高程的方向向底高程的方向划线，在屏幕采线与等高线相交的地方生成注记，再做一次等高线断开处理，则在注记处等高线自动断开；步骤202，根据需要在自定义的范围内对离散点加以注记，具体做法是：先画出某一区域，对该范围内的散点进行注记，若不画定任何范围，则在全图范围内进行注记；步骤203，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、H样条插值和B样条拟合及合并近距离点三种方式；步骤3，采用三角网格法进行土方计算，包括以下选择步骤：步骤301，采用水平基准面模式进行土方计算，其中，水平基准面模式是指填挖方的相对参考面是水平面的情况，首先读入参与计算的地形图的eb文件，然后进行区域构网，再输入基准面高程，其中在对话框中默认的高程是当前图的最高高程与最低高程的平均值，接下来再确定参加土方量计算的区域，然后计算体积；步骤302，采用倾斜基准面模式进行土方计算，其中，倾斜基准面模式是指填挖方的相对参考面是倾斜的平面的情况，它相对水平面有一个倾角；倾斜基准面模式参数的整体意义是：斜面由基准线和线外一点确定，基准线的高程是基准线所通过的水平面的高程，而线外一点相对水平面的倾角即倾斜面与水平面的夹角；其中，倾斜基准面模式需要在参数设置中选择倾斜基准面，然后在输入基准面高程的同时输入基准面倾角。步骤302，采用任意基准面模式进行土方计算，其中，任意基准面模式是指进行土方量计算的相对基准面是任意的形状的面；包括：构造双层模型，首先读入第一模型即填挖后的目标模型，然后构网，再选择构造第二模型，读入第二模型，即原模型，然后构网，再选择当前模型，回到第一模型，划定工程范围，接下来即可进行土方量计算；其中，步骤203中B样条拟合包括磨光处理。2.根据权利要求1所述的基于B样条拟合的等高线生成方法，其特征在于，采用等高线光顺方式调整等高线平滑程度，包括：有张力样条插值、B样条拟合、H样条插值。3.根据权利要求1所述的基于B样条拟合的等高线生成方法，其特征在于，还包括步骤4，读入参与计算的地形图的文件，构筑三角网，在需增加断面处划线，根据划线生成断面。4.根据权利要求1所述的基于B样条拟合的等高线生成方法，其特征在于，还包括步骤5，读入等高线处理文件构网后，屏幕显示分为两部分：平面模型编辑部分和三维效果显...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡正茂，赖松，翟斌斌，杜建设，袁东，邱文召，
申请(专利权)人：武汉瑞得信息工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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