地球数据的现代应用

本文研究和介绍了地理数据的定义,内涵以及当前获取地球数据的遥感方法,着重说明了地球数据在解决资源,生态环境,社会,工程和基础设施建设中的重要和广泛的应用,预报了地球数据技术和产业发展的必然性和态势。     

Surfer在地球重力场数据可视化中的应用

介绍了应用Surfer实现地球重力场数据可视化的方法和步骤,结合重力场数据格式特点,编制了简单的格式转换程序,直接操作Surfer绘制重力场数据二维、三维信息图,实现了地球重力场数据的快速可视化。     

地球仪的数据制作研究

地球仪是人们为了便于认识地球,仿造地球的形状,按照一定的比例缩小,制作的地球模型.制作地球仪,首先离不开地球仪的数据制作.因为地球仪是球体,目前还不可能在曲面上印刷地图,所以地球仪的数据制作也必须是制作平面地图,印刷成图,然后再附着在球体上.本文讨论了制作地球仪数据的投影类型,并介绍了制作方法与过程.     

论地球数据科学与共享

地球科学大数据的到来,迫切需要通过地球数据科学系统对地学数据机理、采集处理、存储管理,特别是集成共享与挖掘分析等进行研究,以便通过大数据资源,发现和揭示数据背后隐含的地学规律和知识,促进地学科技创新。本文首先分析了地球数据科学的内涵特征,提出了地球数据科学的基础理论方法和技术体系。然后基于国家地球系统科学数据共享实践,重点研究了大数据时代下,面向地球数据科学的地学数据共享新发展。     

展望大数据时代的地球空间信息学

20世纪90年代,随着全球信息化和互联网的推进,地球空间信息学应运而生,推动了数字地球和数字城市的建设。21世纪以来,随着全球信息化与工业化的高度集成发展,出现了物联网和云计算,人类进入了大数据时代。本文论述大数据时代地球空间信息学的特点(无所不在、多维动态、互联网+网络化、全自动与实时化、从感知到认知、众包与自发地理信息、面向服务)和必须解决的主要关键技术问题(全球空天地一体化的非线性地球参考框架构建技术、星基导航增强技术、天地一体化网络通信技术、多源成像数据在轨处理技术、天基信息智能终端服务技术、天基资源调度与网络安全、基于载荷的多功能卫星平台设计与研制)。本文最后给出大数据时代地球空间信息学的新定义,即地球空间信息学是用各种手段和集成各种方法对地球及地球上的实体目标(physical objects)和人类活动(human activities)进行时空数据采集、信息提取、网络管理、知识发现、空间感知认知和智能位置服务的一门多学科交叉的科学和技术。从这个新定义出发,地球空间信息学将在构建智慧地球和智慧城市的大数据时代面临更多的发展机遇和艰巨的任务,必将为人类社会的进步和可持续发展作出更大的贡献。     

地球观测数据共享的发展和趋势

地球观测数据共享是地球科学和相关学科科研活动中非常重要的基础性工作,是对地观测信息生命周期中的重要环节。受到由资源提供者、资源消费者和资源加工者组成的社会生态系统发展变化的影响,共享模式经历了无共享、项目共享、部门共享、社会共享等渐进的4个发展阶段,并呈现出区域差异和阶段差异。地球观测数据共享的概念体系包含数据开放、数据共享、数据互联等不同层次的问题,并受到信息技术等使能技术的驱动。其中开放性代表数据在网络中可被访问的状态,共享性是对于数据重复使用的授权和模式,互联性则是强调可共享数据资源在科学含义上的相互理解。而地球观测数据共享的技术体系则包含数据开放技术、数据共享技术和数据出版与引用技术。目前地球观测领域的数据共享正在经历巨大的文化、政策、技术和应用变革,下一代的地球观测数据设施集中体现了数据的共享和协作,并将呈现国际化、多学科化、标准化、设施化、大数据化和公众社会化等新的技术特征,将对相关科学活动产生重大影响。     

基于中国地球空间数据交换格式的数据转换方法

空间数据交换标准是国家空间数据基础设施的一个重要组成部分,也是目前实现空间数据共享的一个必要手段。国家技术监督局１９９９年８月２日发布了“中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式”（简称ＣＮＳＤＴＦ,标准编号：１７７９８－１９９９）。本文简要介绍ＣＮＳＤＴＦ的设计思想、主要特征及数据结构,提出了推广我国空间交换格式,完善与国外ＧＩＳ软件的数据接口向空间数据相互操作协议努力的方法,与加快我国国家空     

利用CHAMP科学轨道数据和星载加速度计数据反演地球重力场

基于卫星动力学理论,采用德国地球科学中心GFZ提供的CHAMP精密轨道数据和星载加速度计数据,反演了36阶地球重力场模型CDS01S。用不同模型之间的位系数差比较模型CDS01S、EIGEN3P、EIGEN1S及EGM96,表明CDS01S模型的位系数最接近于EIGEN3P;比较上述几种模型的位系数精度,表明CDS01S模型的位系数精度高于EGM96;用CDS01S和GGM01C的前30阶位系数分别计算全球2°×2°网格的大地水准面起伏,两者之间的标准偏差为4.7 cm。     

基于中国地球空间数据交换格数据转换方法

空间数据交换标准是国家空间数据基础设施的一个重要组成部分,也是目前实现空间数据共享的一个必要手段.国家技术监督局1999年8月2日发布了中华人民共和国国家标准地球空间数据交换格式(简称CNSDTF,标准编号: 17798-1999).本文简要介绍CNSDTF的设计思想、主要特征以及数据结构,提出了推广我国空间数据交换格式,完善与国外GIS软件的数据接口,向空间数据相互操作协议努力的方法,与加快我国国家空间数据基础设施建设,实现我国空间数据共享的方案.     

利用空间大地测量数据探测地球膨胀效应

地球自转服务局(IERS)采用多种高精度的空间探测技术综合解算得到的国际地球参考框架(ITRF)是国际上公认的精度高、稳定性好的参考框架。为了研究地球的膨胀或收缩效应,本文采用ITRF2000的站坐标和速度,利用Delaunay算法生成的三角网逼近地球形体,计算出了地球的体积变化。     

基于低轨卫星跟踪数据的地球重力场反演

地球重力场是大地测量学、固体地球物理学和海洋学研究中不可缺少的信息源。因此,对地球重力场的研究成为现代大地测量学及其相关地学学科发展中最活跃的领域之一。本世纪,新一代卫星重力探测技术有了重大的进展,CHAMP和CGRACE重力卫星能够以很高的精度恢复重力场的中、长波信息,主要包括精密轨道数据、K波段观测数据以及加速度计数据。基于这类数据可得到高精度的地球重力场模型。在此背景下,本文利用卫星跟踪数据反演重力场模型的理论和方法,提出了改进算法,充分挖掘出卫星跟踪数据中的重力场信息。主要研究内容和创新点如下:(1)在阅读大量文献基础上,阐述了地球重力场理论的研究现状,重点研究了混合边值问题。首先讨论了极区球冠情况下混和边值问题的解法;然后借助于坐标旋转变换将任意球冠下的混和边值问题变换成可解算的极区球冠的情况,并研究了不同坐标系下球谐系数之间的变换关系;利用EGM08重力场模型对建立的求解方法进行模拟计算,结果表明:给出的解算方法能达到亚毫米量级的精度。作为混和边值问题的应用拓展,用于精化局部大地水准面,结果表明:若不顾及边界效应,计算精度至少达到5 cm。因此建立的混和边值问题解法不仅理论上可行,而且能保持足够的计算精度,适用于多种类型重力观测数据的综合处理。(2)基于新思路推导了线性化卫星轨道扰动方程组,该方程组可估算线性化误差。并从数学公式和数值计算上分析了线性化误差的影响,得出结论:舍去项M(t,r_1,ρ)的量级与ρ的二次项相关,舍去项gradT(t,r_2)-gradT(t,r_1)的量级与ρ的一次项有关。(3)基于卫星在地固系的运动公式推导了更加严密的能量守恒方程,通过模拟数据分析改进的地固系能量守恒方程有足够的精度去恢复地球重力场模型。(4)GRACE卫星位差中存在2CPR(two cycles per revolution)误差。利用一个月的GRACE模拟数据分析得出2CPR误差的移除可使3阶以上的重力场系数精度提高1～2个量级以上。     

美国国家航空航天局地球与空间科学数据的可供性和可用性评价

本文的命题出自美国国家研究理事会(NRC)2002年为美国国家航空航天局(NASA)作的一份战略研究报告,其宗旨是扩大航空航天局拥有数据的使用范围。其中,有一系列观点值得注意:在充分利用信息技术进步的同时,要针对用户开发“信息市场”,使之在数据收集与分析两方面的预算平衡中发挥作用;处理好航空航天局集中管理数据与各部门分布式数据的关系,建议设立科学信息官员来予以改进;应兼顾硬件与软件的资金投入,从数据收集始即考虑其应用的问题;随时间延续而产生的数据长期保管问题;应与其他部门协作开发信息十分重要,树立“用户需要的是信息,而不是数据”的观点;等等。本文提出的一系列观点和做法,值得我们在国土资源信息化建设中参考借鉴。     

在推求地球外部扰动重力场中数据的采用

地球外部点的重力矢量值是由已知的全球重力位模型和各种不同方块的平均重力异常数据推求得到的。过去对选择和使用这些数据的依据不够充分,这就造成了某些随意性。本文对扰动重力在各种高度上的谱信息特征进行了分析,讨论了在一定的精度指标下各类平均异常数据区的大小范围以便为今后的实际工作提供必要的依据。     

地球外部扰动引力场确定的数据空间分布结构

在对各类平均重力异常的谱特征分析的基础上,通过对积分区外高频谱误差的估计,给出了在一定精度指标下各类平均重力异常数据积分区的分布;提出了一种反映局部重力场特征的重力异常阶方差模型。讨论了平均重力异常的重点力布设。本文研究的主题虽然是空中扰动引力确定的数据结构问题,但对于地面上的高程异常和垂线偏差确定具有相类似的参考作用。     

面向虚拟地球的多尺度矢量数据可视化方法

为了实现网络环境下虚拟地球的多尺度矢量、 影像和地形数据的集成可视化,便于矢量空间数据的查询分析,本文根据几何绘制的方法,将二维矢量数据、 多尺度地形和全球等经纬度离散网格集成,提出了面 向虚拟地球的多尺度矢量数据结构和多尺度矢量数据分块构建与组织方法;在此基础上,针对虚拟地球中矢量数据高效可视化的要求,提出了面向可视化的 dou g las-peucker矢量数据压缩算法。最后,基于网络三维虚拟地球平台 geoglobe开发了实验系统,实现了面向虚拟地球的多尺度矢量数据的构建、 组织以及可视化。     

现代测量数据构模技术研究

从构造模型的一般过程入手,主要讨论了建立现代测量数据的几何模型的理论和方法,包括量场数据与矢量场数据构模技术,提出了一些有益的结论,为测量数据可视化提供了技术基础。     

现代测量数据显示交互技术研究

介绍完成图像数据输出的有关算法,并主要讨论了交互技术的理论和方法,为最终实现测量数据可视化提供了技术基础。     

现代测量数据绘制技术研究

介绍完成几何数据至图像数据的转变的有关算法 ,并讨论了体绘制技术的理论和方法 ,为最终实现测量数据可视化提供了技术基础。     

应用地球物理方法建立刚体地球章动序列

本文介绍了建立刚体地球章动序列的地球物理方法。依据固体潮的理论，建立了一个新的刚体地球章动序列，章动项的系数截断到０．０００１ｍａｓ，在考虑二阶效应的情况下，一共包括了３０４项。