一种快速的等值线生成算法(2)

　　当完成等值线网格化处理后，所有等值点被计算出，三角网格边中的棱边序号、等值点1指针、邻接棱边1与邻接棱边2的序号均被确定。特别的，当棱边上的等值点为一条非闭合等值线的端点时，它只有一个有效的邻接棱边。

　　2.2 算法流程

　　（1）从TIN网格中顺次读取一个棱边E1。如果E1上不存在等值点，或访问标记为TRUE，重复步骤（1）。否则，置访问标记为True，根据邻接边1序号读取棱边Ei，转到步骤（2）。

　　（2）置Ei的访问标记为True，并将它的等值点移动到前一个等值点的末尾。若Ei即是E1，完成单条等值线的搜索，转到步骤（1）。否则，读取Ei上不同于前一棱边的邻接边序号。若存在，则在读取新的棱边Ei，重复步骤（2）。若不存在，根据E1的邻接边2序号取出棱边Ej，转到步骤（3）。

　　（3）置Ej的访问标记为True，将等值线头结点移动到Ej上等值点的末尾。读取Ej上不同于后一个点所在边的邻接边序号。若存在，则取出新的棱边Ej，重复步骤（3）。若不存在，完成单条等值线的搜索，转到步骤（1）。

　　当所有棱边都在步骤（1）中被读取过后，算法完成。

　　3 实验结果与分析

　　笔者将本文提出的改进算法运用到“裂缝性储层精细描述软件”当中，利用该算法获得层面模型的等值线，并经过平滑、着色处理后，得到如图4所示的效果图。

　　为进一步测试算法效率，利用图4中的层面，计算传统追踪算法和改进算法的运行时间。层面模型包含22827个坐标点，出于确保结果有效性的考虑，指定等值线高程值的个数分别为5，10，15，…，60，从而获得12组测试数据。随着高程值个数的增加，程序会多次调用追踪算法，相当于增多了模型坐标点与等值点的个数。

　　采用改进算法追踪等值线，速度平均提升30%以上。这是因为由于TIN网格拓扑复杂，追踪等值线时大量时间消耗在对网格的遍历上。传统算法在计算等值点时需要遍历一遍网格，在进行等值线追踪时，又要遍历两遍：第一遍以位于网格边界的等值点为起点，查找非闭合等值线；第二遍再查找闭合等值线。而本文提出的改进算法只需要在计算等值点时遍历一遍网格，由于遍历时为三角形单元的棱边设置索引，在追踪等值线时，直接按索引遍历从而避开了TIN网格的复杂性对程序的不良影响。并且，改进算法中不区分等值线的开闭性，可以用统一的过程追踪，又减少一次对棱边的遍历。故改进算法的时间性能大幅优于传统算法。

　　4 结论

　　本文基于TIN网格，提出了一种快速的等值线生成算法，该算法改进了等值点位于网格顶点时，对其进行偏移的方法，尽最大限度减小偏移量的不确定性，使结果更贴合原始数据。之后，针对现有主流追踪算法过程繁琐，实现复杂的弱点，为三角单元棱边设置索引，简化遍历过程，并将闭合和非闭合两种等值线的追踪方法统一，大大简化追踪流程。在等值线绘图中，采用TIN网格有两大优点：一是等值线连接方式唯一，不会出现矩形网格中的二义性问题；二是TIN网格使用的是原始数据点，避免了网格拟合带来的误差，尤其在原始数据密集的情况下，能高度还原地形地貌。本文的工作使得TIN网格下等值线的追踪更加方便快捷，从而可以较好的应用于地质建模领域。

　　参考文献

　　[1] 王鹏.等值线快速绘图方法研究及系统设计与实现[D].电子科技大学，2011.

　　[2] 成建梅，陈崇希，孙红林.三角网格等值线自动生成方法及程序实现[J].水利学报，1998，10（10）：23-26.

　　[3] 黄维科，王弘琪.在AutoCAD中用“焊接法”绘制等高线[J].公路与汽运，2005，1：29.

　　[4] 李瑞雪.球物理等值线构建及属性建立[D].中南大学，2012.

　　[5] 韩丽娜.地质等值线图的生成与绘制[D].西安：西安科技大学，2006.

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