擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與示范研究.pdf

1、當(dāng)前，全球變化問(wèn)題日益突出，地球系統(tǒng)科學(xué)的研究日益深入，越來(lái)越多的宏觀應(yīng)用(如全球環(huán)境與資源監(jiān)測(cè)、氣候與海洋變化、國(guó)防安全乃至戰(zhàn)爭(zhēng)等)涉及全球尺度，甚至涉及地球多個(gè)圈層，對(duì)地理信息系統(tǒng)和數(shù)字地球提出了新的挑戰(zhàn)。地球系統(tǒng)是一個(gè)多圈層相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一種多領(lǐng)域普適的球體網(wǎng)格，并基于此構(gòu)建支持大尺度和跨圈層操作的多領(lǐng)域普適的地球系統(tǒng)空間框架，有助于促進(jìn)地球系統(tǒng)各學(xué)科之間的合作交流與數(shù)據(jù)共享。
　　本文綜合分析現(xiàn)有的球面網(wǎng)格和球體

2、網(wǎng)格，針對(duì)現(xiàn)有球體網(wǎng)格的不足，構(gòu)建了一種多領(lǐng)域普適的球體網(wǎng)格-擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格，并探索了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格的特性，為基于擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格構(gòu)建多領(lǐng)域普適的地球系統(tǒng)空間框架奠定基礎(chǔ)。本文首先借鑒菱形球面網(wǎng)格的構(gòu)建方法，設(shè)計(jì)了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格構(gòu)建方法，并分析了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格的特點(diǎn)。然后從體積變化和角度變化兩方面分析了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格的形變特征。隨后借鑒柵格數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)矩陣編碼，設(shè)計(jì)了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格編碼方法，并設(shè)計(jì)了網(wǎng)格編碼與地理坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

3、方法、基于網(wǎng)格編碼的鄰近搜索方法、基于網(wǎng)格編碼的級(jí)聯(lián)搜索方法以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。最后以全球板塊為例，基于多源異構(gòu)的全球板塊數(shù)據(jù)，采用擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)了全球板塊在球體空間中的三維可視化，驗(yàn)證了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格構(gòu)建方法、編碼方法、轉(zhuǎn)換方法和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法的可行性與準(zhǔn)確性，并分析了擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格特點(diǎn)和實(shí)用價(jià)值。
　　擴(kuò)展菱形球體網(wǎng)格是一種性能均衡的多領(lǐng)域普適的球體網(wǎng)格，具有多級(jí)分辨率、滿足層次嵌套性、網(wǎng)格單元呈圈層式分布、網(wǎng)格粒度近