一种改进的矩形网格等值线追踪算法

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1、万方数据第36卷第6期2008年11月河南师范大学学报(自然科学版)JournalofHenanNormalUniversity(NaturalScience)V01．36No．6N07．／．2008文章编号：1000一2367(2008)06--0034—03一种改进的矩形网格等值线追踪算法于嘉，吴旭(成都理工大学信息工程学院，成都610059)摘要：介绍了寻点与追逐同步的矩形网格等值线追踪算法，是在传统的矩形网格等值线追踪算法基础上加以改进，通过设计等值线追踪的回追功能，使等值点生成与等值线追踪同步进行，在追逐等值线的过程中计算等值点．由于回追功能，无论非闭合等值线还是闭合

2、等值线，都能够从区域内任一等值点开始，快速追踪出该等值线．关键词：等值线；网格；非闭合等值线；闭合等值线；等值线追踪；等值线回追中图分类号：TP391．41文献标识码：A等值线图是在二维平面上把空间分布现象中具有相同数值的点连接而成的图形．一般用于标识那些具有连续分布特征的自然现象．对于二维平面来说，这些数据往往是离散的、有限的，但是由于测量对象是一个连续分布的模型，因而可以通过这些离散数据来研究这个模型，重建这个模型[1一．如何根据离散的采样数据点来绘制等值线是计算机图形学中的一个研究内容。这一问题目前称为二维标量场上等值线的抽取，并且已经出现了一些比较有效的算法．本文研究的

3、是二维标量场可视化问题：可控源音频大地电磁资料处理解释系统(CSAMT)中的数据可视化，主要研究其二维标量场等值线的生成算法．等值线与等值线抽取方法1．1等值线的性质由等值线图的应用领域，即具有连续分布的特性，则等值线应具有以下性质：(1)任一条等值线都是光滑连续曲线；(2)对于同一数值，等值线数量可能多于一条；(3)等值线相互不相交；(4)等值线分为2种：一为闭合曲线，一为非闭合曲线[1]．1．2等值线抽取方法等值线抽取方法主要分为网格序列法和网格无关法．网格序列法根据原始离散数据分为规则矩形网格法和不规则三角网法．网格无关法是从某一起点开始追踪等值线的轨迹．2矩形网格追踪法

4、2．1传统矩形网格追踪法传统的矩形网格追踪法一般分为两个步骤：等值点生成与等值线追踪．首先，按顺序逐次遍历，计算所有网格上的等值点．然后，对计算所得的等值点，优先选取绘图区域边界上的等值点，以网格为单位，依次追踪等值点．根据等值线的性质，先追踪完所有非闭合等值线，再由余下尚未访问到的任意等值点开始追踪，追踪出所有闭合等值线．2．2寻点与追踪同步的矩形网格追踪法传统的矩形网格追踪法，遍历网格计算出所有等值点之后，追踪等值线时仍然要访问一遍含有等值点的网格，造成将大部分网格被访问两遍．本文采用一种等值点计算与等值线追踪同步的矩形网格追踪法．对二收稿日期：2008一04—22基金项目

5、：国家自然科学基金(40674035)；国家863计划项目(2006AA062110)作者简介：于嘉(1983--)，男，北京市人，成都理工大学硕士研究生，主要从事计算机软件与理论研究．万方数据第6期于嘉等：一种改进的矩形网格等值线追踪算法35维网格顺序逐次遍历，若遍历到的网格包含等值点，则根据该网格内部的等值线走向，转入等值线接下来进入的网格，直至追踪完一条等值线，再继续网格遍历．为实现此算法，需要加入等值线的回追功能．3数据结构3．1点的模型publicclassPoint{privatedoubleX，Y，z；／／点的X，Y坐标，点Point(x，y)对应的Z属性值pri

6、vatebooleanisEdge；／／点Point(x，y)是否为区域边界点的标识符)[2]3．2单元网格的模型publicclassGrid{pri‘vatePointa，b，e，d；／／单元网格的4个顶点pri’vateintgridType；／／单元网格等值点的存在类型，默认值为0pri‘vateinttrendType；／／单元网格等值线的进入方向，默认值为0pri’vatedoublecontourVal；／／所追踪的等值线的数值(z属性值)pri’vatePointpU，pR，pD，pL；／／单元网格4条边线计算出的等值点毋图1单元网格模型pri’vatebool

7、eanisTraveled；／／网格是否被访问过的标识符，默认值为falsepri‘vatePoint0；／／单元网格的中心点(4条边线均存在等值点时使用))其中，4条边线按逆时针分别对应二进制的0001(上)，0010(右)，0100(-F)，1000(左)，则其对应的十进制数分别为1，2，4，8(图1)．单元网格的等值线进入方向trendType共4个方向，5个取值(表1)．单元网格的等值点存在类型gridType共8种取值(表2)．3．3等值线的模型java．util．LinkedLi