关于最小化曲面中的平面面积

将等高线数据添加到三角网曲面后,获得的曲面可以包含平面点位(其点均来自于同一等高线的三角形)和平面边(在相同高程处同一等高线或不同等高线连接点的三角形边)。

下图显示了具有平面区域的曲面,其中曲面的三角形(青色)从红色等高线创建。并指出了某些平面三角形和平面边:

这些平面区域表示曲面中不准确的区域。当显示此曲面的等高线时,其可能与平面区域周围的原始等高线数据不匹配。另外,显示的等高线可能包含具有三个等高线段的点,这些点来自三个等高线段而非预期的两个段。使用“最小化平面面积”操作,可以查找并消除符合以下条件的三角形:此三角形的三个点位于相同高程处,且连接这些点的边位于相同高程处的不同数据等高线上。

该命令会减少由于向曲面添加等高线数据而产生的平面区域的数量。它可帮助创建可实际反映真实世界曲面的效果更好的曲面模型。

“最小化平面面积”操作可以查找由三角形边(从特征线或等高线创建)定义的平面区域。如果从点数据创建的曲面包含由具有相同高程的三个点定义的平面区域,则该操作将不会影响该曲面。

可以在使用“最小化平面面积”操作时,或在执行“添加等高线数据”操作期间指定“最小化平面面积的方法”的选项。

一个例外情况是,以下“最小化平面面积”选项仅用于从等高线数据生成的三角网曲面。在某些情况下,“交换三角形边”选项可以更改显示在未从等高线数据生成的曲线上的等高线的外观。

提示: 通过使用坡度着色,可以使用图形方法查看平面三角形。如果您使用 0.00% 坡度范围来对曲面着色,则会看到沿等高线数据的平面区域。

填充间距

此选项可以填充有时会出现在显示的等高线中的较小的间隔,并创建一条连续的等高线。如果间距的两个端点距离足够近,可以由单个三角形的边连接,则可以通过创建此边来填充间距,并将两条数据等高线合并为一条单个数据等高线。不会添加其他点或边。

如果要控制所填充的间距,则可以在不选择此选项的情况下添加等高线数据,然后使用“检查等高线问题”操作,此操作将报告间距的两个端点。如果查看操作结果后,识别到不想填充的间距,则请在两个间距端点(包含等高线上方或下方的高程)之间添加曲面点,然后,在已选择“在等高线数据中填充间距”选项的情况下使用“最小化平面面积”操作来填充剩余的间距。

注: 仅填充显示的等高线中的间隔。将不更改原始曲面等高线数据。

交换三角形边

此选项可以扫描曲面以查找与非平面三角形共享非等高线边的平面三角形。如果这两个三角形形成了一个凸四边形,则将通过创建两个非平面三角形交换其公共边。这可能导致其他平面三角形与非平面三角形共享非等高线边,并交换这些边(如果可能)。此过程将持续到没有可能交换的边为止。

该命令会反转四个相邻曲面点之间三角网线的方向。 要执行该操作,请确保曲面样式启用了点可见性。

有关详细信息,请参见关于曲面样式和可视化

命令执行后,曲面大小将保持不变,并且曲面将包含相同数目的点和三角形。

重要: 该命令不会删除所有平面三角形和平面边。其中一些新三角形的坡度可能非常陡峭。

向平面三角形边添加点

与之前的选项一样,此选项可以扫描曲面,以查找所有点都在数据等高线上且与非平面临近三角形共享非等高线边的三角形。但是,它并未交换三角形对的公共边,而是在公共边的中点处添加新点。此点的高程可以通过使用自然临近内插法来计算。

在多数情况下,此三角形在经过平面区域的三角形链的边处下降。添加新点后,将对平面三角形链进行导线测量,并向平面三角形边上添加新点,直到达到链的终点为止。沿链添加的点的高程在链的起点和终点之间的高程间线性地内插。

此选项将导致删除的平面三角形比“交换三角形边”选项所删除的要多。将由“交换三角形边”选项删除的任何三角形也会由此选项删除。通常,此选项还将生成较少的倾斜三角形。但是,会将其他点和三角形添加到曲面:

在上图中,已向曲面中添加了 27 个点。已删除大多数平面三角形,沿顶部边界和左上方边界额除外。

向平面边添加点

此选项涉及的平面边跨越两个高程相同的数据等高线,但不在平面三角形中。将扫描曲面,查找是否存在两个端点都位于数据等高线上的平面边。如果包含此平面边的两个三角形的相对点的高程都高于此边的高程或都低于此边的高程,那么将在此平面边的中点处添加新点。这个新的点的高程可以通过使用自然临近内插法来计算。由于添加了新的点和边,此选项可以增加曲面的大小。

下图显示了以上曲面应用了“向平面三角形边添加点”“向平面边添加点”选项后的情况。此示例中,总共添加了 28 个点。

交换边”选项的一个优点在于其将不会增加曲面的大小。“向平面三角形边添加点”和“向平面边添加点”选项通常会产生较好的结果,但其增加了曲面的大小。

提示: 可以通过更改曲面样式来区分显示的点是从等高线数据创建的,还是使用“最小化平面面积”操作添加的。在曲面样式中的“”选项卡上,使“数据点符号”和“颜色”与“导出的点符号”和“颜色”的设置有所不同。

对曲面使用“最小化平面面积”操作之前,计算平面面积有助于控制操作结果,如下例所示。

下图显示了生成山脊的曲面,其中打开的等高线在曲面的边界附近结束而并非在边界上结束。已将等高线添加到曲面模型,而未指定“最小化平面面积的方法”的选项:

如果在已选择“向平面三角形边添加点”选项的情况下执行“最小化平面面积”操作,则将获得以下结果:

会出现这些结果是由于自然临近内插法使用了周围的点来确定适合的新点高程。由于所有临近的高程都低于平面三角形,因此为要添加的点选择了低于平面三角形的高程,从而导致了山脊中的下陷。

在这种情况下,可以通过在等高线的开口端附近添加点位高程点来补充等高线数据,如下图所示。然后,“最小化平面面积”操作会生成所需的拱形。

注: 为了获得最佳结果,请按照建议的操作顺序的原则来创建等高线并向曲面添加数据。有关详细信息,请参见关于等高线