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。

基于HEALPix的全球地形可视化技术

如何高效地组织和管理全球海量多分辨率地形数据,并利用有限的计算机硬件处理能力实现更好的实时渲染效果一直是全球地形可视化技术研究的核心问题。提出了一套基于HEALPix离散球面网格模型的全球多分辨率地形数据可视化方案,结合最新的图形硬件特性和实时渲染技术,通过修改HEALPix网格模型,设计了全球多分辨率地形数据库和上述数据库的全球地形实时渲染引擎。对比现有方案,改进方案提高了原模型可存储的数据分辨率精度,减小了同等情况下的数据存储容量,解决了南北极极点附近的畸变问题,提高了实时渲染的速度和效果,并简化了渲染引擎自身的复杂度。

地球剖分型GIS数据模型

数据模型是进行数据管理、计算、分析与表达的基础。传统的数据模型(矢量、栅格、面向对象)是一类以几何要素、影像、实体为对象的面向对象数据模型,难以满足多模态时空大数据的整合、组织管理需求。对时空过程的离散化,形成时空单元并按相应编码进行数据快速检索已成为大数据降维处理的重要方法。首次提出一种面向域管理的数据模型—地球剖分型GIS数据模型,它把事物的发展变化看作是在时间和空间域离散单元的重新聚合,它打破传统数据模型中因数据格式制约数据融合管理的壁垒,它是全球剖分地理信息系统的核心。在选取适宜的全时空剖分和编码方法基础上,建立了时空数据统一组织与管理框架,设计了逻辑模型和概念模型;通过低空空域管理和智慧城市部件精细化管理实验,验证该模型在时空大数据组织与管理中的可行性与高效性。为多源数据统一组织与高效管理,特别是时空大数据的融合管理提供理论支撑。