Clough-Tocher法
Clough-Tocher插值常在有限元方法的文献中出现,因为其源于数值分析的有限元方法。在插值前,散点先三角形化形成临时TIN。对每个三角形定义了一个二次多项式,由一系列三角Clough-Tocher面组成一个插值面。
Clough-Tocher式是由12个参数定义的三次多项式,参数如上图所示:函数值f,每个顶点的一阶导数 f x 和 f y ,和三角形三边中点的法向导数 (Clough & Tocher, 1965; Lancaster & Salkauskas, 1986)。顶点一阶导数可以用周围三角形的斜率平均值来估算。单个基元被三角形图心和顶点的连接线分成了三个子基元。
如下所示的完整三次多项式被创建:
针对每个子三角形都会创建此三次多项式,这能保证跨越三角形连接线和边界的斜率连续性,但二阶导数的连续性不能被保证。
因为Clough-Tocher法是一个局部插值方法,其具有速度优势,很大的散点集也可以快速插值完毕。同时,该插值方法可以准确表达数据集局部趋势,创建平滑的插值面。
因为TIN只能覆盖散点集凸面,所以使用Clough-Tocher法无法进行超出凸面的外插值。其他散点集凸面外的点,在进行外插时被设置为默认数值,该数值可在插值选项对话框底部输入。