基于球面剖分模型的全球气候区划统一编码

针对目前气候区划缺少全球统一标识问题,本文在深入剖析球面剖分模型、气候区划及其编码规则的基础上,根据球面剖分模型编码思路,利用全球气候区划模型的多尺度、连续覆盖等特点,构建了全球气候区划统一编码模型,实现基于球面剖分理论的气候区划一体化编码;同时,建立了各尺度下气候区划编码与剖分面片的映射关系,完成等经纬度球面剖分模型在气象领域的初步应用,为剖分统一标识的深入应用提供参考。     

球面剖分模型的架构与编码分析

基于大量学者的研究成果,本文较系统地探讨了球面剖分模型的架构特点与编码方式。首先,论述了已有多种球面剖分模型的组成与特点,包括经纬度格网模型、正多面体格网模型和自适应格网模型等三类,通过对比其剖分效率、边界变形、复杂程度等方面明确了不同球面剖分模型之间的优势与不足。在此基础上,从编码方式和面片编码邻域查找等角度总结分析了多种常用球面剖分编码模型,包括QTM、SQT、LEE等,以从中发现适合特定应用的优化编码模型,为实现基于球面剖分模型的数据组织与管理提供参考依据。     

几种地球剖分网格分析与初探

针对全球遥感卫星影像数据缺少统一组织框架的问题,从遥感影像数据特点出发,分析归纳了遥感影像统一组织框架的设计原则和设计难点,并对当前已提出的用于遥感影像统一组织的几种剖分格网方案进行概述。通过分析与比较,认为GeoSOT比较适合作为遥感影像的统一组织框架。     

基于GeoSOT网格的“天绘一号”卫星影像数据组织

目前“天绘一号”卫星数据按自身行业特点, 建立具有自身特点的空间数据组织方式与记录方式的信息组织系统, 存在不便于跨部门间数据的检索、共享和整合困难, 本文提出了基于地球剖分框架GeoSOT的天绘影像数据组织模型, 并在尽量不改变现有的天绘数据组织的前提下, 通过在天绘数据库编目中增加剖分索引的方式, 实现天绘影像数据全球“虚拟一张网”的数据组织。通过试验证明, 在现有天绘影像数据组织的基础上, 进行剖分组织改造代价不大且数据整合效率显著。     

遥感影像剖分模板库模型及应用方法初探

为了提高遥感数据处理效率,提出了以GeoSOT网格不同层级、不同大小的剖分面片为基本单元,建立不同尺度剖分面片的标准影像、控制点位、基础特征数据、数字地形数据等基础信息,由此形成全球多尺度、多分辨率、多传感器、多光谱分辨率遥感影像剖分模板库。在数据处理时,以剖分面片为单位,利用剖分模板库中的基础信息,对待处理影像数据进行运算,实现遥感数据快速处理。通过试验证明,基于GeoSOT的遥感数据剖分模板库可提高遥感数据处理效率。     

遥感影像剖分模板库模型及应用研究

以Geo SOT网格不同层级、不同大小的剖分面片为基本单元,建立不同尺度剖分面片的标准影像、控制点位、基础特征数据、数字地形数据等基础信息,并由此形成全球多尺度、多分辨率、多传感器、多光谱分辨率遥感影像剖分模板库。在数据处理时,以剖分面片为单位,利用剖分模板库中的基础信息,对待处理影像数据进行运算,实现遥感数据快速处理。试验证明,基于Geo SOT的遥感数据剖分模板库可提高遥感数据处理效率。     

基于QTM的WGS-84椭球面层次剖分及其特点分析

在分析现有球面剖分的基础上,发展出一种基于四元三角格网(QTM)的WGS-84椭球面层次剖分方法;并计算不同层次剖分格网的面积、边长变化情况,分析格网的特点.研究表明该格网近似规则,且具有层次嵌套性等特征,为其实用化和误差控制提供了依据.     

全球剖分的地理格网化区位标志

针对多元、多尺度地理国情监测数据的统一空间化组织关联问题,该文基于2n一维整型数组地理坐标的全球剖分参考格网及区位标志模型,提出了一种具有全球通用性与唯一性的地理格网化区位标识方法。通过该标志方法,能够对不同类型、不同尺度的地理国情监测数据进行一致性剖分聚合及区位标志,有利于提高同一区域内各类地理国情监测数据的整合与综合应用服务效率,同时为开展以地球剖分格网为空间统计单元的地理国情监测数据的统一空间组织关联提供了一种有效解决思路。     

一种基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联方法

针对遥感数据具有多源化且数据量大等特征,同时缺乏统一的空间组织框架,对于数据间空间关联关系建立存在困难等问题,文章提出了基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联模型解决方法:首先采用GeoSOT剖分框架对多源遥感数据进行统一组织与管理,然后根据提出的"网格-数据块-数据"的三层组织概念模型,建立基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联模型;最后进行关联影像的表达实验。实验结果表明,该方法在一定程度上实现了多源遥感数据的结构化组织,有效建立了多源遥感数据的空间关联,并与传统的坐标系统建立对比分析,提高了数据利用的应用效能,整体上促进了遥感数据的使用效率。     

基于地图分幅拓展的全球剖分模型及其地址编码研究

针对现有诸多全球剖分模型与已有空间数据的存储结构严重不匹配现象,为了更有效地管理、组织和利用海量空间数据,设计基于地图分幅拓展的全球剖分模型.该模型以地图分幅划分方式为基础利用经纬度间隔对全球进行层次性割分,较高效地实现对现有空间数据直接存储和索引的目的.在分析该全球剖分模型的特性后,给出其剖分面片的层次结构,并在该结构的基础上利用Hilbert曲线设计剖分面片的层次性地址编码方式,建立模型的地址编码空问.罩论研究和试验表明,该剖分模型能够更有效地表达和管理多分辨率的全球空间数据.     

全球多分辨率六边形网格剖分及地址编码规则

首先介绍全球网格系统的应用需求,讨论采用正多面体剖分的基本要素。在此基础上,提出一种新型的便于存储,具有多分辨率层次索引、管理能力的六边形剖分全球网格系统的设计思路、产生步骤和生成算法。分析现有六边形索引机制的缺陷,给出一种新的球面六边形网格层次结构,在该结构的基础上设计网格的层次化编码方式,成功建立网格的编码空间,详细探讨经纬度坐标与网格地址编码的转换问题,给出并实现基于递归层次离散网格坐标系统的互换算法,严格保证计算的准确性和可靠性。该结构能够无缝地表达和处理不同分辨率的全球网格空间数据。     

全球遥感数据剖分组织的GeoSOT网格应用

针对目前不同部门按自身行业特点采用不同数据网格的问题,为了寻求更适合与现有测绘数据组织体系兼容的遥感数据组织网格,本文分析了Worldwind、Google Earth、Google Maps、Bing Maps、天地图、GeoSOT网格和国家地形图图幅等数据网格,理论证明了GeoSOT网格与国家地形图图幅和其他网格具有很好的同构性,有利于与传统测绘数据的继承,适合作为全球遥感数据统一组织与管理网格。同时,在不改变现有数据组织体系的前提下,提出了基于GeoSOT全球遥感数据“虚拟一张网”的数据组织模型和数据整合方法。最后通过试验证明,基于GeoSOT遥感影像“虚拟一张网”的数据组织可有效提高遥感数据整合效率。     

空间信息全球惟一编码GeoID模型初探

为了解决由于不同数据模型中同一空间实体的编码不惟一而导致数据共享困难以及标识的静态性和无空间位置等问题,本文提出了基于全球剖分格网的空间信息全球惟一编码模型(GeoID),并设计了该编码模型的系统架构,试图实现全球连续的、多层次空间信息的惟一标识。通过对遥感影像中的空间实体进行了编码探讨,结果表明空间信息全球惟一编码模型将大大加快信息的查询与检索速度。     

基于MRF随机场的多光谱遥感影像最优化分级聚类

有限混合模型FM的分级聚类已广泛应用于不同领域,然而,由于它的计算复杂度与观测数据量平方成正比,致使在遥感影像方面应用受到了限制。另外,多光谱图像能提供空间和光谱两类信息详细的数据,但是,大多数多光谱图像聚类方法是基于像素的聚类,仅使用了其光谱信息而忽视了空间信息。本文定义一个相对混合密度函数,通过引入一个q-参数来调节各成分密度对其混合分布的贡献,提出一种广义有限混合模型GFM．设计一种新的适用于多光谱遥感影像的GFM分级聚类算法。该算法把MRF随机场和GFM模型结合在了一起,分类数通过PLIC准则自动确定。最后,利用仿真结果验证该算法的有效性,同时通过与K均值聚类、FM分级聚类以及SVMM分级聚类的比较说明本文算法的优越性。     

基于MRF随机场和广义混合模型的遥感图像分级聚类

有限混合模型FM的分级聚类已广泛应用于不同领域,然而,它的计算复杂度与观测数据的平方成正比,因此,在海量数据方面的应用就受到了限制。另一方面,多光谱图像数据中同时包含有空间和光谱两类信息,但大多数基于像素的多光谱图像聚类方法,仅使用了其频谱信息而忽视了空间信息。本文提出了一种新的基于广义有限混合模型GFM的分级聚类方法,该算法把MRF随机场和GFM模型结合在一起,分类数可以通过PLIC准则自动确定。算法在执行过程中,采用K均值聚类方式获得过分类图像,分级聚类从过分类图像开始,代替原来从单点类开始的方式,这样可以方便获取GFM模型成分密度的初始参数。最后,采用由Gibbs采样器生成的仿真测试图对算法的精度进行了定量评价,通过与K均值聚类和FM聚类的比较说明了本文算法的优越性,同时用荷兰Flevoland农业地区的极化SAR图像验证了本文算法的有效性。     

基于WGS-84椭球面的退化四叉树经纬线格网剖分

针对数字地球的发展和解决全球问题的需求,给出了一种基于WGS-84椭球面的全球离散格网剖分方法——退化四叉树经纬线格网;分析了格网剖分的特点,明确了格网单元行列定义和经纬度坐标;计算出不同剖分层次格网单元面积、边长的变化情况并与基于正球面的剖分进行了对比。结果表明该格网系统具有粒度相对均匀性、层次嵌套性、方向一致性、地理条带性和对称性、广泛数据兼容性等许多优良特征,对构建全球地理信息系统具有一定的实用价值。     

基于椭球面三角格网的数字高程建模

针对传统的DEM在模拟表达大面积地形时具有存在裂缝、地理分析不精确、数据冗余等问题，在椭球面四元三角格网QTM层次剖分的基础上，提出了一种基于椭球面三角格网层次剖分的数字高程建模方法，该方法避免了上述缺陷。应用全球GTOP030数据对该方法进行了验证。     

基于全球离散网格框架的局部网格划分

从全球离散网格系统的应用需求出发,分析全球框架下建立局部网格的重要性,在此基础上提出全球离散网格系统下同构化的局部网格生成的基本思路,详细分析局部网格的复杂球面边界问题,从点与球面三角形的位置关系入手,讨论点与任意球面多边形的相对位置关系,研究基于球面任意多边形的边缘简化算法、判断点与球面任意多边形相互关系的算法、考虑跨面问题的网格区域裁减以及网格数据的层次生成算法.通过实验证明这些方法的效率和准确性.

Abstract：

Firstly, the paper analyzed the essentiality of generating partial grids based on the application and requirement of discrete global grid systems. And then, we brought forward the fundermental thought of generating partial grid which is under the discrete global grid frame, and discussed the detailed edge problems of partial highprecision grid. Started with the ubiety between a point and a spherical triangle, we discussed the ubiety between a point and a spherical random polygon, and then edge simplifying algorithm of spherical random polygon are studied, as well as co-relationship between points and spherical random polygon, grid district clipping based on spanning the developed surface and grid data hierarchical creating algorithm. In the end we prove exactness and efficiency of the algorithm through the experiments.     

球面离散网格与球体离散网格的比较研究

测地线在球体剖分中扮演着十分重要的角色,它保证了球体剖分网格单元的形体简单性和空间关系的一致性。本文基于对欧式空间和流空间的数学认识,探讨了球体剖分的评价标准,提出了基于大圆弧QTM的球体八叉树剖分方法,并指出作为一种大尺度的集成三维空间数据模型,全球三维离散网格是地理信息科学的一个新的发展方向。