本發(fā)明涉及一種基于結(jié)點排序的等深線生成方法及裝置，屬于海圖制圖技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

等深線是指從理論深度基準(zhǔn)面起算的海底深度相等的各點的連線，即通過同值水深點的曲線。在海圖上，等深線與水深相配合，能直觀、形象地反映海底地形，是三維海底在二維平面的一種表示方式。等深線研究在制圖綜合領(lǐng)域也有著重要的意義，其是海地地貌表達的關(guān)鍵因素之一。隨著海底測量設(shè)備和技術(shù)不斷發(fā)展與進步，采集到的海底地形數(shù)據(jù)量越來越大，如何快速、準(zhǔn)確地生成大數(shù)據(jù)量海底地形的等深線，成為當(dāng)前急需解決的問題之一。

等深線是具有深度屬性的一種等值線，其生成方法與常規(guī)等值線生成方法類似。通常的等值線生成算法有格網(wǎng)追蹤和三角網(wǎng)追蹤，其過程主要有：1)遍歷格網(wǎng)或三角網(wǎng)尋找到等值線追蹤起點；2)從起點開始對相鄰格網(wǎng)或三角網(wǎng)進行追蹤直至生成閉合或者非閉合的完整等深線。當(dāng)前等值線生成都是基于等值線追蹤的算法，這些算法在等深線自動生成作業(yè)中已得到了較好的應(yīng)用，但隨著數(shù)據(jù)量的急劇增加，以有算法的生產(chǎn)效率問題逐漸凸顯，迫切需要發(fā)展高效的、適應(yīng)海量數(shù)據(jù)的等深線生產(chǎn)算法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于結(jié)點排序的等深線生成方法及裝置，以解決目前等深線在生成過程中由于采用常規(guī)等值線生成方法導(dǎo)致效率低的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種基于結(jié)點排序的等深線生成方法，該生成方法包括以下步驟：

1)根據(jù)水深數(shù)據(jù)構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)；

2)遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序，并生成某深度值等深線結(jié)點鏈表；

3)根據(jù)排序結(jié)果將等深線結(jié)點鏈表中的等深點按順序連接，所連接得到的線即為等深線。

為消除等深線生成的不確定性因素，在構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)前對水深數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。

步驟2)中等深線結(jié)點鏈表的生成過程如下：將提取的等深線段的首尾結(jié)點存儲到相應(yīng)ID鏈表中，根據(jù)鏈表之間的關(guān)系對ID鏈表進行合并，合并后的結(jié)果即為等深線結(jié)點鏈表，該鏈表中存儲的結(jié)點順序即為最終的等深點排序結(jié)果。

鏈表之間關(guān)系的具體類型通過表兩ID鏈表的首尾元素值進行判斷。

所述步驟2)的具體實現(xiàn)過程如下：

A.輸入一條等深線段的結(jié)點ID鏈表List_segi，若存在等深線段鏈表集合List_lines為空，則將List_segi加入到List_lines，并執(zhí)行步驟D，若不為空，則執(zhí)行步驟B；

B.將List_segi與List_lines中所有的結(jié)點ID鏈表List_segj逐一進行比較，判斷鏈表之間的關(guān)系斷，若兩個結(jié)點ID鏈表相接，則將List_seg_i加入到List_lines，并執(zhí)行步驟D，否則將List_seg_i按照順序或者倒序的排序插入到List_seg_j中，插入前將插入位置的重復(fù)元素刪除；

C.繼續(xù)將List_seg_i與List_lines中未比較的結(jié)點ID鏈表進行比較，若List_seg_i與List_seg_k為相接的關(guān)系，則執(zhí)行步驟D，否則將List_seg_k按照順序或者倒序的排序插入到List_seg_j中，插入前將插入位置的重復(fù)元素刪除，插入后將List_seg_k刪除，執(zhí)行步驟D；

D.繼續(xù)遍歷三角網(wǎng)，輸入下一段等深線段的結(jié)點ID鏈表。

如果鏈表首尾的結(jié)點ID相同則該結(jié)點序列組成的等深線是閉合曲線；如果鏈表首尾的結(jié)點ID不相同則該結(jié)點序列組成的等深線是非閉合曲線。

本發(fā)明還提供了一種基于結(jié)點排序的等深線生成裝置，該生成裝置包括Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建模塊、等深線結(jié)點鏈表生成模塊和等深線確定模塊，

所述Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建模塊用于根據(jù)水深數(shù)據(jù)構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)；

所述等深線結(jié)點鏈表生成模塊用于遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序，并生成某深度值等深線結(jié)點鏈表；

所述等深線確定模塊用于根據(jù)排序結(jié)果將等深線結(jié)點鏈表中的等深點按順序連接，所連接得到的線即為等深線。

為消除等深線生成的不確定性因素，該裝置該包括預(yù)處理模塊，用于在構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)前對水深數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。

等深線結(jié)點鏈表生成模塊生成等深線結(jié)點鏈表的過程如下：將提取的等深線段的首尾結(jié)點存儲到相應(yīng)ID鏈表中，根據(jù)鏈表之間的關(guān)系對ID鏈表進行合并，合并后的結(jié)果即為等深線結(jié)點鏈表，該鏈表中存儲的結(jié)點順序即為最終的等深點排序結(jié)果。

鏈表之間關(guān)系的具體類型通過表兩ID鏈表的首尾元素值進行判斷。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首先根據(jù)水深數(shù)據(jù)構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)；然后遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序，并生成某深度值等深線結(jié)點鏈表；最后根據(jù)排序結(jié)果將等深線結(jié)點鏈表中的等深點按順序連接，所連接得到的線即為等深線。本發(fā)明通過判斷鏈表間的關(guān)系對鏈表進行合并，最終生成某一深度值對應(yīng)的鏈表，該鏈表中存儲的結(jié)點順序即為最終的等深點排序結(jié)果。本發(fā)明所提取的等深線不僅能夠正確表達海底地形，并且具有較高的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于結(jié)點排序的等深線生成方法的流程圖；

圖2-a是等深線段結(jié)點鏈表間無公共點的關(guān)系示意圖；

圖2-b是等深線段結(jié)點鏈表間首尾都共點的關(guān)系示意圖；

圖2-c是等深線段結(jié)點鏈表間同位共點的關(guān)系示意圖；

圖2-d是等深線段結(jié)點鏈表間異位共點的關(guān)系示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的說明。

本發(fā)明的一種基于結(jié)點排序的等深線生成方法的實施例

本發(fā)明通過構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)；遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序；最后根據(jù)排序結(jié)果將等深點按順序連接成等深線。該方法流程如圖1所示，具體實施過程如下：

1.對水深數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，以解決等深線生成的不確定性問題。

2.構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)。

本實施例采用逐點插入法構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)，其基本步驟如下：

1)首先構(gòu)建水深點集的凸殼。

2)然后隨機排列點集P中的所有點P0，P1，…，Pn-1。

3)建立初始三角網(wǎng)，以凸殼上x值最小的點為出發(fā)點，按序與其余點相連，對點集P中的點Pr進行插入操作，所用采用的插入規(guī)則如下：

定位包含點Pr的三角形PiPjPk；如果Pr在三角形PiPjPk內(nèi)部，則連接點Pr和三角形PiPjPk的各個頂點，將其剖分成三個子三角形；如果Pr在三角形PiPjPk的邊PiPj上，則連接Pr與共邊PiPj的兩個三角形的第三個點，剖分形成四個子三角形；用Delaunay三角網(wǎng)的空心圓性質(zhì)考查新生成的三角形，如不滿足，則調(diào)換與相鄰三角形所組成的四邊形中相連的對角線，邊交換方法規(guī)格化三角剖分。

4)移除包含大三角形任意頂點的所有三角形。

3.遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序。

本步驟是將等深線段按其結(jié)點ID順序鏈表的形式來表達，結(jié)點ID鏈表的首尾元素存儲等深線段的首尾結(jié)點，通過判斷鏈表間的關(guān)系對鏈表進行合并，最終生成某一深度值對應(yīng)的鏈表，該鏈表中存儲的結(jié)點順序即為最終的等深點排序結(jié)果。鏈表之間的關(guān)系包括有相離關(guān)系和相接關(guān)系。創(chuàng)建等深線段鏈表集合ArrayList line，假設(shè)需要生成等深線深度值h，遍歷水深三角網(wǎng)中的三角單元，根據(jù)等深點確定原則判斷三角網(wǎng)格單元邊上是否存在等深點(若存在等深點則點數(shù)必為2)，若存在，則兩個等深點組成該三角網(wǎng)格單元的等深線段，將等深線段以按其結(jié)點ID順序鏈表的形式來表達，創(chuàng)建等深線段結(jié)點ID的鏈表數(shù)組List_seg加入到等深線段鏈表集合ArrayList_lines內(nèi)進行結(jié)點排序，若不存在，繼續(xù)遍歷三角網(wǎng)，直到遍歷完成所有三角網(wǎng)格單元。結(jié)點排序的過程如下：

A.輸入一條等深線段的結(jié)點ID鏈表List_segi，若存在等深線段鏈表集合List_lines為空，則將List_segi加入到List_lines，并執(zhí)行步驟D；若不為空，則執(zhí)行步驟B。

B.將List_segi與List_lines中所有的結(jié)點ID鏈表List_segj逐一進行比較，判斷鏈表之間的關(guān)系；若兩個結(jié)點ID鏈表，如圖2-a所示，鏈表間無公共點，即為相離關(guān)系，則將List_seg_i加入到List_lines，并執(zhí)行步驟D；若為如圖2-b、圖2-c、圖2-d所示的相接關(guān)系，其中圖2-b表示鏈表首尾都共點，圖2-c表示鏈表同位共點，圖2-d表示鏈表異位共點，則將List_seg_i按照順序或者倒序的排序插入到List_seg_j中，插入前將插入位置的重復(fù)元素刪除；

C.繼續(xù)將List_seg_i與List_lines中未比較的結(jié)點ID鏈表進行比較；若List_seg_i與List_seg_k為如圖2-a所示的相離關(guān)系，則執(zhí)行步驟D；若為如圖2-b、圖2-c、2-d所示的相接關(guān)系，則將List_seg_k按照順序或者倒序的排序插入到List_seg_j中，插入前將插入位置的重復(fù)元素刪除，插入后將List_seg_k刪除(一條等深線段最多與兩條等深線段分別首尾相接)，執(zhí)行步驟D。

D.繼續(xù)遍歷三角網(wǎng)，輸入下一段等深線段的結(jié)點ID鏈表。

4.根據(jù)排序結(jié)果將等深點按順序連接成等深線。

遍歷完三角網(wǎng)的同時等深線段結(jié)點排序結(jié)束，得到等深線順序結(jié)點ID鏈表集合，如果鏈表首尾的結(jié)點ID相同則該結(jié)點序列組成的等深線是閉合曲線，如果鏈表首尾結(jié)點的ID不相同，則該結(jié)點序列組成的等深線是非閉合曲線，按照結(jié)點ID鏈表集合的順序連接等深點即可生成深度值為h的等深線。

本發(fā)明的一種基于結(jié)點排序的等深線生成裝置的實施例

本實施例中等深線生成裝置包括Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建模塊、等深線結(jié)點鏈表生成模塊和等深線確定模塊，Delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建模塊用于根據(jù)水深數(shù)據(jù)構(gòu)建水深Delaunay三角網(wǎng)；等深線結(jié)點鏈表生成模塊用于遍歷每個三角單元并提取等深線段，將提取的等深線段與已生成的等深線段根據(jù)位置關(guān)系進行排序，并生成某深度值等深線結(jié)點鏈表；等深線確定模塊用于根據(jù)排序結(jié)果將等深線結(jié)點鏈表中的等深點按順序連接，所連接得到的線即為等深線。各模塊的具體實現(xiàn)過程已在方法的實施例中進行了詳細說明，這里不再贅述。