Mô hình số thể hiện hình dáng tính chất địa hình, có vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu 3D, phục vụ cho công tác mô phỏng, phân tích đánh giá địa hình và các hoạt động tác chiến, diễn tập, huấn luyện, giảng dạy trên nền 3D. Mô hình số địa hình giữ một vị trí rất quan trọng trong các hoạt động của lực lượng vũ trang. Mô hình số địa hình giúp cho người chỉ huy có một cái nhìn tổng thể, bao quát địa hình, vừa trực quan sinh động… để có những quyết sách đúng đắn.
Vấn đề xây dựng một hệ thống để tự động hoàn toàn vẽ các đối tượng địa vật, một loạt các vấn đề logic và khó khăn trong việc tổ chức mảng thông tin đầu vào cần được tính hết và giải quyết. Mức độ của vấn đề này phụ thuộc vào tỷ lệ, khối lượng, mục tiêu bản đồ thể hiện. Ở đây tôi không đi chi tiết vấn đề này mà quan tâm đến thuật toán tự động vẽ đường bình độ (đường đồng mức). Về quan điểm Logic thì vẽ đường bình độ tự động rất đơn giản.
Để vẽ đường bình độ, đầu tiên cần có thông tin về địa hình, còn muốn quá trình tự động thì thông tin ở dạng số. Có hai trường hợp thường gặp :
+ Trường hợp 1: Mặt đất cho bởi độ cao và tọa độ phẳng các điểm chi tiết
+ Trường hợp 2: Mặt đất cho bởi mô hình số địa hình. Có thể mạng lưới hình ô vuông hay mạng lưới tam giác gần đều (Delaunay) và độ cao các điểm nút hay các đỉnh của tam giác.
Xét trường hợp thứ nhất thì thực chất chúng ta đi từ kết quả đo đạc trực tiếp, chuyển về hệ tọa độ thống nhất. Còn trường hợp thứ hai với mô hình số địa hình mặt đất. Ở đây tôi chỉ quan tâm đến vấn đề làm như thế nào để vẽ tự động đường bình độ từ mô hình số địa hình mà cụ thể ở đây là mô hình TIN theo tiêu thức tam giác Delaunay.
Vẽ tự động đường bình độ đòi hỏi cũng như vẽ thực hiện bằng tay nội suy độ cao theo độ dài đoạn nối hai điểm kề nhau đã biết độ cao sao cho nhận được hệ thống điểm trên mặt đất cùng một độ cao. Khi mặt đất cho bởi các điểm phân bố, giai đoạn thứ nhất cần xác định đủ số các đoạn không cắt nhau, được nối các điểm kề nhau. Việc này bình thường nhận được khi từ hệ thống điểm trên mặt đất xây dựng các tam giác không cắt nhau. Giai đoạn tiếp theo là nội suy theo các cạnh của tam giác không cắt nhau. Các cạnh của tam giác là những đoạn nối các điểm cạnh nhau trên mặt đất. Cuối cùng cần tạo tuần tự các điểm cùng độ cao và vạch ra đường bình độ.
Đối với lưới DEM ( hay lưới các ô vuông có cạnh bằng khoảng cao đều) hay lưới TIN thì cũng không có đường đồng mức nào cắt đường lưới hay cạnh của tam giác nhiều hơn một lần. Và có khi một điểm đường đồng mức nằm trên một trong các đường biên của ô lưới tam giác thì đường đồng mức cũng giao nhau với một đường biên khác.
- Tạo đường đồng mức là một kỹ thuật chuẩn và thường được sử dụng để biểu diễn mặt cong ba chiều trong không gian hai chiều. Các hình này thường phải mất nhiều thời gian để vẽ bằng các phương pháp thủ công và dùng trong các dạng bản đồ địa hình đơn giản. Các sơ đồ đường đồng mức được tạo ra bằng cách kết nối các điểm có cùng Z trong mặt phẳng XY.
- Các đường bình mức biểu diễn đường cong thu được bằng giao tuyến giữa các mặt phẳng song song và mặt cong ba chiều đang xét, các bản đồ đường đồng mức có ưu điểm cho phép tính được giá trị Z bằng phép nội suy giữa các đường đồng mức. Kỹ thuật tạo đường đồng mức có thể áp dụng trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau, ví dụ như chỉ ra sự phân bố ứng suất hoặc nhiệt độ trong phạm vi hoặc ở các độ cao trong bản đồ địa hình.
- Có nhiều phương pháp cho phép xây dựng các chương trình nội suy đường đồng mức (đường bình độ) một cách tự động. Sau đây tôi trình bày phương pháp cơ bản xây dựng đường bình độ tự động dựa trên cơ sở mô hình số Delaunay:
Tìm giao tuyến của mặt phẳng bình độ với mặt phẳng được hình thành bởi các tam giác có đường bình độ đi qua.
- Ý tưởng của phương pháp: Tìm giao điểm của đường đồng mức với từng cạnh của tam giác Delaunay và vạch ra phần còn lại của đường đồng mức trên toàn bộ lưới. Đường đồng mức có thể tạo ra trực tiếp bằng cách nối các điểm bằng đường thẳng, hoặc lưu trữ để nối các điểm liên tiếp nhau trên cùng một đường đồng mức, sau đó tiến hành nội suy đường cong bằng phương pháp đường cong B- Spline. Tuy nhiên, hệ thống tam giác đã được sàng lọc tạo ra mảng tam giác chứa các đường bình độ đi qua.
- Thuật toán của phương pháp:
Tiến hành bước lọc các tam giác có đường bình độ đi qua.
+ Khai báo mảng giao điểm thuộc một đường bình độ Hi là mảng 2 chiều A[n, m] trong đó:
n: là số đoạn của đường bình độ Hi.
m:là số điểm trên mỗi đoạn của đường bình độ Hi.
Begin
Gọi thủ tục Mangdocaobinhdo()
For i=0 and i