基于AutoCAD規(guī)則重定義的大型TIN呈現(xiàn)方法

廖彩艷，曾昭亮，崔水軍（江西理工大學(xué)建筑與測(cè)繪工程學(xué)院，江西　贛州　341000）

基于AutoCAD規(guī)則重定義的大型TIN呈現(xiàn)方法

廖彩艷，曾昭亮，崔水軍
（江西理工大學(xué)建筑與測(cè)繪工程學(xué)院，江西贛州341000）

摘要:針對(duì)海量數(shù)據(jù)不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）在AutoCAD中呈現(xiàn)速度慢的問題，本文提出一種快速顯示的方法。該方法利用AutoCAD中提供的二次開發(fā)功能，通過對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行顯示規(guī)則的重定義，改變?nèi)蔷W(wǎng)在圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中的類型達(dá)到快速顯示的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用這種方法顯示三角網(wǎng)時(shí)所用時(shí)間在0.2秒之內(nèi)，極大的縮短了三角網(wǎng)顯示的時(shí)間，提高了構(gòu)網(wǎng)效率。

關(guān)鍵詞:AutoCAD;.NET程序開發(fā);規(guī)則重定義;TIN呈現(xiàn);海量數(shù)據(jù)

0　　引言

AutoCAD是一款A(yù)utodesk公司開發(fā)的繪圖輔助軟件，在許多行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，并且它具有強(qiáng)大的二次開發(fā)功能[1]，各個(gè)行業(yè)在它的基礎(chǔ)上開發(fā)適合自己行業(yè)的專業(yè)軟件。在測(cè)繪行業(yè)中，針對(duì)地形圖的繪制國(guó)內(nèi)有許多基于AutoCAD開發(fā)的專業(yè)繪圖軟件[2]。數(shù)字地形測(cè)量中TIN是由野外采集的離散點(diǎn)生成，它在地形圖分析中有著廣泛應(yīng)用[3]，然而對(duì)于海量數(shù)據(jù)TIN的顯示大多數(shù)還難以滿足工程建設(shè)的需要。

本文利用規(guī)則重定義這一種新的圖形顯示技術(shù)，將不規(guī)則三角網(wǎng)的生成算法與之結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在AutoCAD中快速生成和瀏覽TIN。

1　主要技術(shù)

1.1TIN算法

對(duì)于TIN構(gòu)建算法國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做過許多的研究[4]，按其基本的原理大體可以分為三類，即插入法、生長(zhǎng)法和分治法?，F(xiàn)在更多的研究是將不同的算法結(jié)合起來，汲取各自的優(yōu)點(diǎn)。如鄭美霞等[5]提出的基于四叉樹索引的合成算法，姜志偉等[6]提出的基于格網(wǎng)和方向索引的Delaunay三角網(wǎng)算法等。

本文結(jié)合以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)劃分時(shí)采用從底層到頂層的方式。這種從下往上的數(shù)據(jù)組織方式，全部數(shù)據(jù)只需要進(jìn)行一次劃分，以后只是對(duì)數(shù)據(jù)塊再進(jìn)行劃分，即減少了數(shù)據(jù)分割的復(fù)雜度又有利于數(shù)據(jù)的查詢。

1.2規(guī)則重定義

規(guī)則重定義是用.NET對(duì)AutoCAD二次開發(fā)中的一項(xiàng)功能，它允許改變AutoCAD中標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體的形狀、屬性、顏色等信息，使視圖中顯示的圖形與數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的圖形不同。

顯示重定義是規(guī)則重定義的一類，顯示重定義即改變實(shí)體的外觀，如文中將一個(gè)帶特殊標(biāo)記的圓顯示成三角網(wǎng)。利用顯示重定義技術(shù)來呈現(xiàn)TIN，避免了將三角網(wǎng)中大量的點(diǎn)、線和文字等實(shí)體寫入數(shù)據(jù)庫(kù)在屏幕上顯示。這樣就大大減少了在AutoCAD中創(chuàng)建和顯示TIN的時(shí)間。

2　實(shí)現(xiàn)方法

2.1規(guī)則重定義顯示三角網(wǎng)

使用顯示重定義必須對(duì)WorldDraw函數(shù)進(jìn)行重載，在程序中創(chuàng)建一個(gè)新類Myrawable，并讓它派生于類D rawableOverrule。在其中對(duì)DrawableOverrule類中的WorldDraw函數(shù)進(jìn)行重載：

public override bool WorldDraw(Drawabledrawable,WorldDrawwd)

{……}

其中第一個(gè)參數(shù)drawable屬于GraphicsInterface命名空間的Drawable類，表示要重定義的實(shí)體對(duì)象（本文中為圓）；第二個(gè)參數(shù)wd屬于GraphicsInterface命名空間的WorldDraw類，可以視其為一個(gè)用來繪制實(shí)體的畫布。

在重載函數(shù)中添加三角網(wǎng)繪制的代碼，當(dāng)需要在視圖中添加標(biāo)記的圓形實(shí)體時(shí)，程序就會(huì)調(diào)用重載的WorldDraw函數(shù)對(duì)視圖內(nèi)的三角網(wǎng)繪制輸出。

2.2捕捉視圖內(nèi)可見三角網(wǎng)數(shù)據(jù)

為了能快速獲取視圖內(nèi)可見部分的三角網(wǎng)數(shù)據(jù)，采用分層格網(wǎng)的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，先根據(jù)數(shù)據(jù)密度將數(shù)據(jù)分塊，再根據(jù)塊數(shù)將數(shù)據(jù)塊分區(qū)，重復(fù)進(jìn)行直到最終的區(qū)數(shù)滿足要求為止。

2.3三角網(wǎng)更新

當(dāng)視圖進(jìn)行平移或者縮放時(shí)，所顯示部分的三角網(wǎng)就會(huì)發(fā)生變化，所以需要對(duì)顯示的三角網(wǎng)進(jìn)行更新。在程序中添加AutoCAD的文檔事件ViewChanged可以來監(jiān)控視圖的變化，當(dāng)對(duì)三角網(wǎng)進(jìn)行平移或縮放時(shí)就會(huì)觸發(fā)該事件。同時(shí)因?yàn)樵趫D形數(shù)據(jù)庫(kù)中，三角網(wǎng)是以一個(gè)圓的形式存在，所以只有圓的可見屬性發(fā)生變化，才能引發(fā)WorldDraw函數(shù)對(duì)其重新繪制。所以需要在ViewChanged事件的處理程序中對(duì)圓的一個(gè)可見屬性進(jìn)行修改。這樣當(dāng)視圖發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)調(diào)用重載的WorldDraw函數(shù)對(duì)顯示的三角網(wǎng)進(jìn)行更新。

3　實(shí)驗(yàn)分析

利用隨機(jī)生成的離散數(shù)據(jù)對(duì)本程序進(jìn)行測(cè)試，將不同數(shù)據(jù)量時(shí)生成顯示三角網(wǎng)所用時(shí)間和CASS中所用時(shí)間進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果如表1所示。

表1　三角網(wǎng)生成和顯示所用時(shí)間對(duì)比

從表1中可以看出當(dāng)數(shù)據(jù)量增加時(shí)，CASS中構(gòu)網(wǎng)和顯示所花費(fèi)時(shí)間成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，采用規(guī)則重定義所花費(fèi)的時(shí)間成對(duì)數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率明顯低于前者。采用規(guī)則重定義顯示三角網(wǎng)時(shí)，屏幕上呈現(xiàn)三角網(wǎng)的時(shí)間與數(shù)據(jù)總量沒有關(guān)系，只和當(dāng)前屏幕中所包含的點(diǎn)數(shù)有關(guān)。屏幕中平均點(diǎn)間距和呈現(xiàn)所用時(shí)間如表2所示。

表2　屏幕上不同點(diǎn)密度顯示所用時(shí)間

當(dāng)屏幕上點(diǎn)間距越小，屏幕上點(diǎn)數(shù)越多時(shí)，三角網(wǎng)呈現(xiàn)所用時(shí)間越長(zhǎng)。而屏幕中所顯示點(diǎn)數(shù)的多少，不僅與圖形的縮放比例有關(guān)，而且與實(shí)際的點(diǎn)密度，顯示器的尺寸等相關(guān)。當(dāng)屏幕上平均點(diǎn)間距達(dá)到1毫米時(shí)，實(shí)際呈現(xiàn)的三角網(wǎng)人眼已經(jīng)很難分辨細(xì)節(jié)。

4　結(jié)束語(yǔ)

AutoCAD軟件在工程實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，在其中建立Delaunay三角網(wǎng)是建立DEM和進(jìn)行地形分析的基礎(chǔ)。所以實(shí)現(xiàn)在AutoCAD中快速的構(gòu)建和顯示三角網(wǎng)有著重要的意義。本文通過對(duì)AutoCAD規(guī)則重定義的運(yùn)用和Delaunay三角網(wǎng)算法的改進(jìn)，解決了要將三角網(wǎng)中實(shí)體信息寫入文檔數(shù)據(jù)庫(kù)后才能顯示的問題，實(shí)現(xiàn)了在AutoCAD中快速創(chuàng)建和瀏覽TIN，極大的節(jié)省了在AutoCAD中創(chuàng)建顯示不規(guī)則三角網(wǎng)的時(shí)間，為海量數(shù)據(jù)的不規(guī)則三角網(wǎng)在AutoCAD中的后續(xù)應(yīng)用提供了一種高效的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚鑫,宋偉東.AutoCAD環(huán)境下數(shù)字高程模型的建立和等高線的自動(dòng)繪制[J].測(cè)繪通報(bào),2003(04):29-31.

[2]劉先森,甘濟(jì)五,王鐵山.CASS數(shù)字測(cè)圖軟件中DTM的建立[J].測(cè)繪與空間地理信息,2010,33(4):218-224.

[3]陳楚江，王德峰.海量數(shù)據(jù)CDT快速建立及其實(shí)時(shí)更新[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2002,31(3)262-265.

[4]陳弘奕,胡曉斌.海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)等高線生成算法研究[J].測(cè)繪通報(bào),2013(10):83-86.

[5]鄭美霞,王彥斌,馬翔旭.基于四叉樹索引構(gòu)建TIN的高效合成算法[J].地理與地理信息科學(xué),2012,28(2):20-23.

[6]姜志偉,王東山,王伶俐.基于格網(wǎng)和方向法索引的Delaunay三角網(wǎng)生成算法[J].測(cè)繪工程,2014,23(2):57-60.

作者簡(jiǎn)介：廖彩艷（1989-），男，江西龍南人，在讀碩士，研究方向：遙感圖像處理。