一种通用球面等积离散网格生成算法

球面离散网格模型是管理海量数据的有效途径,如何构建球面网格是这类模型的基础问题.文中利用Snyder等积多面体投影建立了平面与球面的对应关系,设计了球面等积三角形和四边形离散网格的生成算法.结合实验分析了两种网格的最大/最小边长比和单元周长均方差两项指标,结果表明全部网格的指标均收敛,适合用作多分辨率地理空间信息的管理.     

一种通用球面等积离散网格生成算法

球面离散网格模型是管理海量数据的有效途径,如何构建球面网格是这类模型的基础问题.文中利用Snyder等积多面体投影建立了平面与球面的对应关系,设计了球面等积三角形和四边形离散网格的生成算法.结合实验分析了两种网格的最大/最小边长比和单元周长均方差两项指标,结果表明全部网格的指标均收敛,适合用作多分辨率地理空间信息的管理.     

一种改进的近似等面积QTM剖分模型

为克服传统QTM格网面积变形较大的缺陷,在"纬线法"剖分的基础上,引入变经纬度等面积剖分的思想,提出了一种新的等面积改进剖分模型。该模型通过调整纬线的位置,确保两条相邻纬线间的格网面积总和无变化,从而达到控制QTM格网面积变化及变化积累的目的。试验结果表明,该改进模型在保留了"纬线法"QTM剖分的优点(如计算简单、与经纬度格网间的对应关系明确等)以外,还具有以下优势:1模型的收敛性更好,格网单元面积最大、最小比最终收敛到1.38,远小于"纬线法"的1.73;2中低纬度区的格网单元面积变化较小,分布连续,且随剖分层次的增加,变化大的格网区域逐渐向两极移动集中;3格网单元的面积变化不会随层次的增加而累积增大。     

基于多层次QTM的球面Voronoi图生成算法

随着格网层次的增大,基于全球离散格网的球面Voronoi图生成算法的格网数据量与Voronoi图生成时间都呈指数增长,在高层次时容易出现算法效率较低,甚至内存溢出无法执行等情况。利用球面四元三角格网的层次性,提出了一个基于多层次QTM的球面Voronoi图生成算法。首先用全球低层次QTM格网生成Voronoi图,然后对Voronoi边界格网进行再次剖分,得到下一层次的Voronoi图,重复进行,直至达到目标层次。实验结果表明,相对于单一层次的确定归属算法和扩张算法,该算法能够生成更高层次的Voronoi图,且效率较前两者分别提高了22倍和25倍(第9层)。     

基于球面六边形网格系统的空间信息处理方法

利用球面离散网格系统管理全球海量空间信息是一种受到普遍关注的新途径.文中提出的方法首先采用施奈德等积多面体投影将平面多分辨率六边形网格映射到球面构成网格系统;然后通过边界点四元组将球面六边形网格之间的空间关系转化为球面三角四叉树处理,利用扩展的QTM编码方案在3轴离散网格坐标系下实现了经纬度和单元地址码之间的转换;最后提出了单元分析和检索算法.实验结果表明,这种数据处理方法直接对单元地址编码进行操作,具有较高的效率.     

基于球面六边形网格系统的空间信息处理方法

利用球面离散网格系统管理全球海量空间信息是一种受到普遍关注的新途径。文中提出的方法首先采用施奈德等积多面体投影将平面多分辨率六边形网格映射到球面构成网格系统;然后通过边界点四元组将球面六边形网格之间的空间关系转化为球面三角四叉树处理,利用扩展的QTM编码方案在3轴离散网格坐标系下实现了经纬度和单元地址码之间的转换;最后提出了单元分析和检索算法。实验结果表明,这种数据处理方法直接对单元地址编码进行操作,具有较高的效率。     

球面离散网格在椭球面上的扩展及变形分析

球面离散网格数据模型是管理海量数据的有效途径之一,现有网格建立的基础是球面而不是椭球面,因而不能满足地理空间数据高精度应用的需要。围绕这一问题,建立了球面到椭球面的几种对应关系,从而将球面网格投影到椭球面上;结合实验分析了网格的最大最小边长比、最大最小夹角比和最大最小面积比,从而为该方法的实际应用奠定了基础。     

利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

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。     

基于内接正八面体的近似等积格网变形分析

介绍了一种基于内接正八面体和Snyder投影的近似等积格网构建方法。先构建与球面面积相等的正八面体,将正八面体的面作为初始剖分面,然后采用四元三角剖分方法将初始剖分面分割成层次嵌套的三角格网,利用Snyder等积投影将正八面体面上的层次格网投影至球面,用大圆弧代替Snyder投影弧,构建近似等积的全球离散格网系统。在分析Snyder投影弧和大圆弧差异的基础上,依次计算各层次格网的面积、长度、角度值;根据计算结果分析了不同层次近似等积格网面积、长度、角度变形规律及空间分布特征。结果表明,随着剖分层次的增加,格网面积误差呈减小的趋势;剖分层次为10时,99.8%的格网面积偏差在-10%~10%之间,面积变形较大的格网均位于由正八面体面的中心到三个顶点的连线附近;格网长度、角度最大值与最小值的比均呈收敛的趋势,分别收敛至1.73和3.03。