VB環境下TIN模型的應用

苑林爽 姜軍華

【摘 要】基于三角網生成算法的不規則三角網，利用VB可視化用戶界面結合數據庫實現離散點構建三角網和其數據生成。本文對不規則三角網生長算法實現的研究，利用了VB強大的可視化用戶界面及其編程語言的靈活性及簡單易懂特點，基于各行業對于DEM的需要，開發出一種利用VB6.0語言生成基于生長算法的不規則三角網，結合數據庫強大的數據存取、編輯、查詢功能，共同實現離散點構建三角網和其數據生成。

【關鍵詞】TIN模型 VB 數據生成

1 在VB環境中構建三角網

首先，我們要提取出需要處理的離散點集。本文介紹的數據都是存儲在Access數據庫中的數據。這樣就要先解決VB與數據庫連接的問題，需要創建控件，打開專有格式的文件（Access數據庫文件格式為.mdb），然后打開數據庫中的點表（xyz），從數據庫的記錄集的第一條向下讀取直至讀出所有數據。但是我們在程序上看不出來。這時我們如果想要看看點的離散狀態可以把這些點展現在程序中，使我們能夠直觀的看到。點數據讀出后就可以根據具體的算法進行三角網的生成了。

本文選用的方法是生長算法，算法的詳細步驟如下。

（1）在離散數據點集V中任取一點，以點 為基點尋找與它最近的一點 。連接 ，就得到了三角形的一條基邊，把該邊作為擴展基邊，代碼如下：

k1 = 1

dmin = Sqr（（x（2） - x（1）） * （x（2） - x（1）） + （y（2） - y（1）） * （y（2） - y（1）））

k2 = 2

For r = 3 To dh

d = Sqr（（x（r） - x（1）） * （x（r） - x（1）） + （y（r） - y（1）） * （y（r） - y（1）））

If d < dmin Then

dmin = d

k2 = r

End If

Next r

Picture1.Line （x（1）， y（1））-（x（k2）， y（k2））， RGB（0， 0， 255）

（2）在擴展基邊（是有向的）的右邊點集中去找與該邊兩端點連成直線組成的夾角為最大的點 ，連接 ， 就組成了第一個三角形。代碼如下：

k3 = 0

cosa = 1

For r = 2 To dh

If IsLeft（k1， k2， r） Then

a = fcos（k1， k2， r）

If a < cosa Then

cosa = a

k3 = r

End If

End If

Next r

If k3 > 0 Then

Picture1.Line （x（k1）， y（k1））-（x（k3）， y（k3））， RGB（0， 0， 255）

Picture1.Line （x（k2）， y（k2））-（x（k3）， y（k3））， RGB（0， 0， 255）

（3）然后以 為第一條邊向外進行擴展。如果該邊的右邊沒有點，該邊不進行擴展；否則，轉（2）進行擴展，同時存儲新生成的邊和三角形。代碼如下：

k3 = 0

cosa = 1

For r = 2 To dh

If IsLeft（k2， k1， r） Then

a = fcos（k2， k1， r）

If a < cosa Then

cosa = a

k3 = r

End If

End If

Next r

If k3 > 0 Then

Picture1.Line （x（k1）， y（k1））-（x（k3）， y（k3））， RGB（0， 0， 255）

Picture1.Line （x（k2）， y（k2））-（x（k3）， y（k3））， RGB（0， 0， 255）

（4）然后對下一位置的邊進行擴展，實現過程同步驟（3）。

（5）重復步驟（4），直至邊鏈表中的所有邊都進行了擴展，就結束構網。

為了對算法的穩定性及可行性進行檢驗，本人在VB中實現了上述算法，并用一些實驗數據點驗證了上述算法，應用以上算法原理，基于Visual Basic6.0編譯環境及數據庫相結合，高效地實現了海量數據Delaunay三角網構建。實驗表明，此算法的執行效率較高，對計算機硬件配置的要求較低。

2 數據的存儲

由于我們構網所使用的點是我們事先所采樣測量得到的點，對于一個實際的項目應用來說，數據容量大，如果是直接人為在窗體的坐標軸中輸入數據的話，很難找準所給的采樣點位置，因此就要將數據存儲在數據庫中，進行統一存儲管理。本文中，是將數據庫與VB連接起來，在VB中程序運行時可直接調用數據庫中的數據。在現實的工程項目中，修路時要將某處的山地挖為平地，建設單位要在某些平坦的地方挖填方建造營地場地等，形成了地形的復雜多變，就要在變化的區域進行點的重新測量采樣。在構網時，有的地方要增加點，有的地方要刪除點，有時我們還需要查詢和編輯修改某個點的說明信息。這些都要依靠數據庫的管理。本文在VB中實現生成三角網的數據頁是直接存儲到數據庫中的。與上面打開要讀取數據的數據的一樣，我們存儲數據也要先打開數據要存儲到的數據庫。

然后就可以把生成的三角網的數據如三角形個點數組p1（），p2（），p3（）和與其臨近的三角型號數組t1（），t2（），t3（）寫如數據庫中。

程序設計完成后，針對本程序的具體操作步驟如下：

（1）運行程序，見下圖5.1。

圖5.1 開始界面

（2）點擊打開數據庫，出現下拉菜單，然后選取所用數據庫，提取離散點集。見下圖5.2。

圖5.2 打開下拉菜單

（3）點擊菜單中展點，把離散數據點展現在程序窗體畫板上，見圖5.3.

圖5.3 展點界面

（4）點擊生成三角網，程序運行得到有離散數據連網而成的三角網，見圖5.4。

圖5.4 生成的三角網

（5）選擇菜單中保存數據，出現下拉菜單，選擇保存數據的數據庫文件，對三角網生成的數據進行保存。見下圖5.5。

圖5.5 保存下拉菜單

（6）完成以上操作后，點擊推出，推出程序。

3 結語

實現上述算法具有很強的現實意義。TIN的直接應用價值就是生成DEM，為DEM的生成在許多領域中打下基礎。在水利水電工程中，如工程項目的填挖方計算、線路勘測設計等的應用。本文對不規則三角網生長算法實現的研究，利用了VB6.0強大的可視化用戶界面及其編程語言的靈活性及簡單易懂特點，基于各行業對于DEM的需要，開發出一種利用VB語言生成基于生長算法的不規則三角網，結合數據庫強大的數據存取、編輯、查詢功能，實現離散點的管理和三角網的構成。

參考文獻：

[1]周秋生.建立數字地面模型的算法研究[J].測繪工程，2001（1）.

[2]賴鴻斌，李永樹.基于不規則網的DTM若干問題的探討[J].重慶交通學院學報，2003.