一种电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法技术

本发明专利技术涉及电磁环境的可视化技术领域，公开一种电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法，包含：将散点按x坐标的升序或降序排列及构建第一个三角形，使得这个三角形足够大，以包纳所有的边界点和散点；还包含下列顺序的步骤：采用“向量外积”的方法对采样数据进行Delaunay三角形定位；采用“向量的夹角公式”进行三角形的更新；对三角网进行等值边的搜索、等值点的确定和等值线的追踪，得到等值线图；进行电磁云图渲染，得到电磁环境等级显示图，并采用三次B样条算法进行平滑处理；本发明专利技术能够更加准确地把握电磁复杂度变化趋势。具有计算量小、可满足电磁环境实时动态绘制的三角网格剖分及电磁云图的渲染，利于快速分析区域电磁环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁环境的可视化
，具体涉及一种基于电子地图的电磁环境 复杂度快速网格剖分显示方法。
技术介绍
基于电子地图的电磁环境反映一定区域内电磁活动情况，广泛应用于各社会领 域，实现电磁环境准确、动态、快速绘制具有重要意义。 等值线常用的绘制方法有矩形网格法和三角形网格法。矩形网格法适用于分布均 匀或具有一定规律性的采样数据，有两个主要缺点：一是在网格构建过程中需要通过插值 计算出网格点，因此不能保持原始数据精度；二是规则矩形网格模型存在数据冗余，对分布 不均匀的采样数据搜索效率低，从而影响了等值线生成的效率。 三角形网格法是用计算几何的方法剖分离散数据点，进行等值点的判断和等值线 的追踪，并按照一定原则连成一系列三角形的过程。Delaunay三角网是常用的三角形网格 生成方法。具有两个非常重要的性质空外接圆性质和最大最小角性质：空外接圆性质是指 在由离散点集形成的Delaunay三角网中，其每个三角形的外接圆均不包含点集中的其他 任意点；最大最小角性质是指在由离散点集形成的所有三角网中，Delaunay三角网的最小 角度是最大的。这两个性质决定了Delaunay三角网的唯一性和保凸性，是二维平面三角网 中性能最好的，具有极大的应用价值。 传统的Delaunay三角网格的逐点插入生成算法，基本步骤如下： 1、将散点按X坐标的升序或降序排列； 2、构建第一个三角形，使得这个三角形足够大，以包纳所有的边界点和散点； 3、逐个添加边界点到三角网中，按照逐点插入法并结合优化算法进行优化； 4、边界点全部加入后，由于此时三角形还没有跨越边界的现象，只要判断三角形 的重心是否落在计算区域之内，删除落在计算区域之外的三角形； 5、逐个添加散点到三角网中。如果散点不在任何一个三角形中，则表明点落在 了计算区域之外，应删除此点而不添加到三角网中，每添加一点都要按照优化算法进行优 化； 6、按照步骤5实施直到添加完所有的散点，就得到Delaunay三角网格。 上述常规Delaunay三角网生成算法包括两个基本步骤：一是定位，即找到包含新 点的三角形；二是更新，即形成新的三角形。传统Delaunay算法要遍历整个三角网，计算每 个三角形的外接圆和半径，需要多次执行三角函数、开方、平方、除法等运算，特别是在电磁 环境采样数据量大的情况下，计算量非常大。
技术实现思路
鉴于现有等值线绘制方法的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于电子地图 的电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法，具有计算量小、可满足电磁环境实时动态绘制 的三角网格剖分及电磁云图的植染。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： 一种基于电子地图的电磁环境复杂度快速网格剖分显示装置，包括电采集器、处 理器和显示器，采集器通过无线或有线网络与处理器相连，处理器输出端通过电缆与显示 器相连；所述采集器为电磁环境数据采集器，包括若干个电磁频谱监测固定台站，每个电磁 频谱监测固定台站由侦测设备、频谱仪、监测仪、传感器设备组成；所述处理器由电磁频谱 数据处理中心和数据库组成，所述显示器为用于将电磁环境数据直观地显示出来的快速网 格剖分显示器。 -种电磁环境复杂度快速网格剖分显不方法，包含：将散点按X坐标的升序或降 序排列及构建第一个三角形，使得这个三角形足够大，以包纳所有的边界点和散点；还包含 下列顺序的步骤： (1)采用"向量外积"的方法对采样数据进行Delaunay三角形定位； (2)采用"向量的夹角公式"进行三角形的更新； (3)对三角网进行等值边的搜索、等值点的确定和等值线的追踪，得到等值线图； (4)进行电磁云图渲染，得到电磁环境等级显示图，并采用三次B样条算法进行平 滑处理。 ，所述三角形定位，是采用判断向量 外积正负的方法，三角形的三个顶点依次首尾相接构成向量和C4 ;待添加边界 点P与三个顶点依次相连构成向量^、盈3和(_7>,计算三个向量外积，若都为正，则点P 在三角形内部；否则，点P在向量外积为负的一边外侧。 -种电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法，所述三角形的更新，是采用向量夹 角公式判断点与三角形外接圆的位置关系，从而决定是否需要进行三角形的更新。若三角 形外接圆内不包含其它顶点，则说明其是一个Delaunay三角网否则，此三角形需要优化更 新。 -种电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法，所述等值边的搜索包括：闭合等值 线对应等值边系列的搜索和非闭合等值线对应等值边系列的搜索，所有等值边的搜索完毕 后，用线性插值方法寻找等值边上的等值点，将等值点有序连接即完成等值线的追踪。 ，所述平滑处理是对电磁环境等值线 进行光滑处理，采用的B样条算法具有保凸性和局部修改性的特点，计算量小，易于实现。 由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下实施的优越性： (1)三角剖分中定位和更新时分别采用"向量外积"方法和"向量的夹角公式"方 法，与传统Delaunay算法遍历整个三角网相比，大大减少了三角网格绘制的计算量。 (2)电磁环境等级显示图的各级电磁环境分布范围明确，利于快速分析区域电磁 环境。 (3)电磁环境插值显示图更加贴合实际，能够更加准确地把握电磁复杂度变化趋 势。【附图说明】 图1为本专利技术采集、处理和显示过程原理的方框图；图2为三角形向量外积.4户、5/3和C73的向量示意图； 图3(a)为点P在ADEF内部三角形中点的定位向量示意图； 图3(b)为点P在ADEF外部三角形中点的定位向量示意图； 图4为本专利技术三角网的更新的向量示意图； 图5为本专利技术电磁环境等级显示图。【具体实施方式】 以下结合附图与具体实例对本专利技术作进一步的说明，附图仅用于示例目的，而不 是限制本专利技术的使用范围。 如图1所示，一种基于电子地图的电磁环境复杂度快速网格剖分显示装置，包括 电采集器、处理器和显示器，采集器通过无线或有线网络与处理器相连，处理器输出端通过 电缆与显示器相连；所述采集器为电磁环境数据采集器，包括若干个电磁频谱监测固定台 站，每个电磁频谱监测固定台站由侦测设备、频谱仪、监测仪、传感器设备组成当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁环境复杂度快速网格剖分显示方法，包含：将散点按x坐标的升序或降序排列及构建第一个三角形，使得这个三角形足够大，以包纳所有的边界点和散点；其特征在于：还包含下列顺序的步骤：(1)采用“向量外积”的方法对采样数据进行Delaunay三角形网格定位；(2)采用“向量的夹角公式”进行三角形网格的更新；(3)对三角网进行等值边的搜索、等值点的确定和等值线的追踪，得到等值线图；(4)进行电磁云图渲染，得到电磁环境等级显示图，并采用三次B样条算法进行平滑处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，葛海龙，王继祥，汤云革，谈冬兰，周长征，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八九二部队，
类型：发明
国别省市：河南;41