球面地理网格剖分方案分析

为了便于空间数据描述、分析和比较,提出了直接在地球参考椭球面上构建全球地理网格的剖分模式,并逐渐成为地理网格剖分模型的重要发展方向。介绍了全球球面网格剖分的特点和发展现状,分析了当前球面网格剖分方法的分类;并在理想地理网格剖分标准的基础上,探讨了将其作为统一空间参考系的空间位置描述、空间数据集成和空间分析的全球球面网格剖分规则与方案,以及剖分所形成网格单元的位置描述方法。     

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。     

地球格网化剖分及其度量问题

地球剖分网格(或全球位置定位框架)系一种科学简明的空间参考系统,是地球信息数据的离散化、准确化、系统化的表现,这是地理信息科学和数字地球中重要的基础性问题,是全部地理计算的源头和归宿。近年来,随着GPS、北斗等卫星系统日趋发展和全球化应用,此相关于全球三维位置准确性、度量和全部空间分析准确性等基础问题受到人们高度重视。本文首先针对多年来地球剖分网格研究的进展和不足,提出和分析了网格数据的质量的若干问题,即剖分的完整性、逻辑一致性、准确度和一些相关问题;然后面向剖分中的定位和度量,指出了剖分对象及其度量空间特征,剖析了"3维结构及厘米级准确度"的革命性需求将对GIS体系和剖分科技体系发展产生重大的影响;接着,着重指出地球剖分的椭球三维途径的主体和剖分途径,论述了加强剖分基础理论阐述的内容和意义,并介绍了地图代数在地球剖分基础对象、椭球三维剖分和理论途径和相应试验。最后,课题组认为椭球型、(B,L,H)三组正交曲面剖分是地球剖分工作的正确途径,建议大力强化剖分理论基础研究,发展和完善剖分的标准体系,迅速创建地球剖分试验平台。     

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。     

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。     

基于直接剖分的球面四边形离散格网生成方法

提出一种基于直接剖分的球面四边形离散网格生成方法,将该方法生成的四边形网格与基于QTM(四元三角网)扩展的四边形网格的面积形变进行对比分析。根据实验数据可知,基于QTM扩展的四边形网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,最后会收敛到2.1;基于直接剖分的球面四边形离散网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,且不收敛,但此网格在中间恒定、连续的大片区域,网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加最终收敛到1.3。     

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。     

基于球面离散格网的遥感数据剖分编目模型研究

针对目前各个遥感数据的编目多样,缺乏全球统一的遥感数据编目体系的现状,本文基于球面剖分模型,参考并借鉴成熟的文献信息编目的相关理论,系统构建了全新的全球遥感数据剖分编目模型,以期更有效地组织、存储和管理大范围多尺度的遥感数据。首先,介绍了文献数据的编目理论和球面剖分格网的基本框架,然后探讨了基于全球剖分格网的遥感数据面片编目方法,其中包括描述著录方法和标引著录方法,最后设计了遥感剖分编目数据的管理框架和编目服务器的组织方法。研究表明,基于球面离散格网的遥感数据剖分编目模型为实现遥感数据的全球化、层次化和规范化管理提供了坚实的理论基础。     

地球剖分网格理论在影像处理中的应用

针对大区域遥感影像处理中数据组织和应用方面的技术难题,该文采用GeoSOT剖分网格体系理论的数据组织方法,建立影像型地理空间数据逻辑剖分与编码,同时提出了基于网格模板的影像按需快速拼接技术,依托空间剖分网格高精度的空间关系,直接从遥感影像中抽取所需的剖分面片进行几何拼图,实现了大区域遥感影像数据的快速组织和拼接,提高了数据浏览等应用的效率。在数据共享上,考虑到异构网络环境下数据实时共享的应用要求,设计了有限带宽条件下的智能传输策略。依托空间剖分网格天然的"多尺度、小面片"的特点,设计灵活的传输策略,在有限带宽网络条件下,以面片为单位,实现用户关心区域的目标信息的快速传输分发,改善数据传输效率和用户体验。     

地理网格技术标准化的现状分析

地理网格通过对地理位置进行网格化剖分与编码,可有效表达地球各圈层、各要素的空间位置和相互关系,以提升多源数据融合、管理与应用效率。在梳理国际地理网格技术的标准化现状和应用简况的基础上,剖析了我国地理网格标准化的现状、技术特点以及面临的问题与挑战,为其在多源空间数据的信息集成、共享、分析处理、服务等方面的应用提供参考。     

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。     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。     

地球空间网格编码技术分析

地球空间网格是将地球空间区域剖分成不同尺度单元的空间参考系统。网格编码利用地理空间位置的结构化索引表达技术,将代码分配给地球空间网格系统的每个网格单元,实现网格位置的统一标识。对照统一规则递归剖分形成的多层次、多分辨率全球的地球空间网格系统编码的要求,本文在分析当前地球空间索引标识技术方法的基础上,探讨地球空间网格编码方案,以实现地球空间网格单元的统一标识,并可通过代码描述网格单元空间位置,反映网格单元间的空间关系。     

正二十面体全球剖分模型的Geometry Clipmap球面绘制

地形绘制一直是图形学研究的热点问题,尤其是球面地形绘制,其在形状和数据组织方面比平面地形绘制更加复杂。在已有球面地形绘制算法的基础上,提出一种基于Geometry Clipmap的球面地形剖分与绘制方法。该方法以构建正二十面体球面网格为基础,将正二十面体划分为十个菱形区域,采用球面菱形网格的剖分,针对每个菱形区域的周边网格进行重新剖分和组合,形成一个虚拟的3×3的大菱形区域,扩大了Clipmap的活动范围,并在一定程度上解决了Clipmap的跨边界问题。实验结果表明了本文方法的可行性和有效性。     

基于剖分编码的空间位置标识与空间对象标识问题研究

空间位置标识和空间对象标识是地理信息系统（GIS）领域的基础理论问题,它们是地理实体位置、分布、形态、空间关系等基本特征精确描述的基础。因此,分析和解决空间位置标识和空间对象标识体系中存在的问题,具有重大理论和应用意义。本文从现有空间位置标识与空间对象标识中存在的问题入手,基于全新地球剖分框架与编码模型提出了空间位置标识与空间对象标识关键问题的解决方法与思路。     

地理空间信息网格的历史演变与思考

网格的概念随着科学技术和社会实践的发展而不断演变,在不同行业中的内涵既有区别又有联系。本文首先分析了地理空间网格的基本特征,提出了地理空间网格的广义和狭义概念。然后,回顾分析了地理空间网格的发展历史,认为地理空间网格是一种人类空间认知的重要思想和理论、方法,地理空间信息网格是信息化条件下的地理空间网格。最后,分析指出了地理空间信息网格以信息化的地球系统为研究对象,以模型理论为基础理论,未来将发展出现代地理空间网格的标准体系和服务体系,不仅服务于人,还将服务于智能化平台,具有广阔发展前景。     

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.