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全球离散格网的建模方法及基本问题 被引量:36
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作者 赵学胜 王磊 +1 位作者 王洪彬 李颖 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期29-34,共6页
全球离散格网(Discrete Global Grid,DGG)模型是数字地球及空间信息格网的基础,不同的建模方法不但影响空间数据的存储和管理效率,而且影响全球GIS的操作功能。该文介绍了DGG的评价标准,将DGG的建模方法归纳为3种类型:经纬度格网模型、... 全球离散格网(Discrete Global Grid,DGG)模型是数字地球及空间信息格网的基础,不同的建模方法不但影响空间数据的存储和管理效率,而且影响全球GIS的操作功能。该文介绍了DGG的评价标准,将DGG的建模方法归纳为3种类型:经纬度格网模型、自适应格网模型和正多面体格网模型,重点分析了不同类型球面离散格网模型的几何结构、单元特征和应用模式。最后,提出了DGG在Global GIS中亟待解决的基本问题,包括编码、精度、应用、误差、整合和定位问题。 展开更多
关键词 全球离散格网(DGG) 建模方法 剖分单元 全球空间格网(gsg) 全球GIS
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地球系统空间格网及其应用模式 被引量:30
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作者 吴立新 余接情 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期7-13,共7页
全球变化与地球系统科学研究涉及跨圈层、跨投影带的中-大-超大尺度问题,对全球地学信息系统(GGIS)、全球空间格网(GSG)及数字地球提出了新挑战。在剖析GSG研究现状的基础上,指出需从地球系统整体上设计一个多领域普适的全球三维空间格... 全球变化与地球系统科学研究涉及跨圈层、跨投影带的中-大-超大尺度问题,对全球地学信息系统(GGIS)、全球空间格网(GSG)及数字地球提出了新挑战。在剖析GSG研究现状的基础上,指出需从地球系统整体上设计一个多领域普适的全球三维空间格网———地球系统空间格网(ESSG),以支撑全球变化及地球系统科学研究。结合领域特点,提出了构建ESSG的8项基本要求,并基于球体退化八叉树格网(SDOG)设计并实现了一种满足该要求的SDOG-ESSG模型;介绍了SDOG-ESSG模型在地球系统空间数据集成、三维建模、多尺度表达、对象变化表达、数据检索与云服务、过程模拟及空间环境安全规划与可视化决策等方面的7种典型应用模式。 展开更多
关键词 地球系统空间格网(ESSG) 球体退化八叉树格网(SDOG) 全球空间格网(gsg) 数字地球 全球地学信息 系统(GGIS)
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基于GPU加速的SDOG并行可视化实验 被引量:5
3
作者 薄海光 吴立新 +1 位作者 余接情 谢磊 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2013年第4期72-76,共5页
球体退化八叉树格网(Spherical Degenerated Octree Grid,SDOG)及其三元组模型为全球变化及地球系统科学研究提供了一种地表及其内外空间统一表达与建模的全球空间数据模型。然而,现有SDOG模型可视化效率较低,难以满足全球模式下空间数... 球体退化八叉树格网(Spherical Degenerated Octree Grid,SDOG)及其三元组模型为全球变化及地球系统科学研究提供了一种地表及其内外空间统一表达与建模的全球空间数据模型。然而,现有SDOG模型可视化效率较低,难以满足全球模式下空间数据快速可视化的要求。该文采用GPU并行计算技术实现SDOG模型可视化加速。通过分析SDOG模型可视化过程的并行特征,选取格网码(C)解码及三元组渲染两个过程进行GPU并行化,分别利用数据并行及直接显存渲染策略实现GPU加速;设计了两组实验进行测试,结果表明:1)GPU并行对C解码过程具有明显的加速效果,且随数据量增长加速效果更加突出,加速比达15倍;2)受系统构建、数据传递等因素制约,GPU并行对C解码过程的加速效果与GPU性能呈正相关,但不呈正比;3)直接显存渲染优化策略可有效提高SDOG的GPU并行渲染效率,渲染速度可提高1.5倍。 展开更多
关键词 球体退化八叉树格网(SDOG) GPU 可视化 并行计算 全球格网 空间数据
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基于VisIt的全球科学数据并行可视化--以大气温度场为例 被引量:5
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作者 李志锋 吴立新 +1 位作者 薄海光 余接情 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期24-28,共5页
针对当前大规模全球科学数据可视化中存在的单机可视化数据量有限、从底层开发并行可视化系统难度大等问题,该文基于分布式环境和VisIt,提出了一种简便、开放而又有效的大规模全球科学数据可视化方法。介绍了VisIt的体系结构及运行机制... 针对当前大规模全球科学数据可视化中存在的单机可视化数据量有限、从底层开发并行可视化系统难度大等问题,该文基于分布式环境和VisIt,提出了一种简便、开放而又有效的大规模全球科学数据可视化方法。介绍了VisIt的体系结构及运行机制,给出了自定义数据的并行可视化方法;并基于NCEP数据集及全球空间格网,在小规模集群环境下实现了小粒度适应性球体退化八叉树格网(SDOG)下的全球大气温度场的并行可视化。VisIt的并行可视化性能测试结果表明:通过增加计算节点,VisIt能有效摆脱传统单机可视化对数据量的限制,可实现大规模全球科学数据的并行可视化。 展开更多
关键词 VISIT 全球科学数据 全球空间格网(gsg) 并行可视化 适应性SDOG 大气温度场
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适应性球体退化八叉树格网及其编码方法 被引量:10
5
作者 余接情 吴立新 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期14-18,共5页
球体退化八叉树格网(SDOG)为具有经纬一致性、正交、粒度近似、非重叠、多层次性及多分辨率的三维全球空间格网(GSG),有望成为地球系统科学、全球GIS乃至数字地球的空间基础框架,但不便处理半径及球面维度上的分辨率非同步变化问题。该... 球体退化八叉树格网(SDOG)为具有经纬一致性、正交、粒度近似、非重叠、多层次性及多分辨率的三维全球空间格网(GSG),有望成为地球系统科学、全球GIS乃至数字地球的空间基础框架,但不便处理半径及球面维度上的分辨率非同步变化问题。该文在SDOG基础上沿某一方向进行独立递归细分,构建了一个能适应非同步变化的多分辨率的球体GSG——适应性SDOG,提出了其耦合退化Z(CDZ)曲线填充编码方法;并以NCEP提供的温度数据为实验,实现了基于适应性SDOG的全球大气温度场三维建模与可视化。结果表明:适应性SDOG具有更好的适应能力,能有效处理分辨率非同步变化问题,提高了SDOG作为全球空间基础框架的应用性能。 展开更多
关键词 球体退化八叉树网格(SDOG) 全球空间格网(gsg) 全球空间基础框架 适应性分辨率 Z曲线
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基于QTM的海平面上升分析与模拟 被引量:3
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作者 侯妙乐 姜晓轶 +1 位作者 赵学胜 邢华桥 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期35-38,F0002,共5页
针对海平面上升影响范围分析与模拟这一国际前沿问题,通过研究基于球面四元三角网(QTM)的关键技术问题,包括复杂拓扑关系计算、LOD剖分、球面水淹分析、基于QTM的多分辨率的DEM数据组织方法和分析精度的相关性评定等,以.Net和Direct3D... 针对海平面上升影响范围分析与模拟这一国际前沿问题,通过研究基于球面四元三角网(QTM)的关键技术问题,包括复杂拓扑关系计算、LOD剖分、球面水淹分析、基于QTM的多分辨率的DEM数据组织方法和分析精度的相关性评定等,以.Net和Direct3D为开发工具,设计开发了基于QTM的海平面上升影响范围评估模型。该研究结果可为全球海平面上升影响的防灾减灾决策提供有效支撑,并推动了球面数据模型和球面格网拓扑分析的理论成果在全球变化预测相关领域的应用进展。 展开更多
关键词 球面四元三角网(QTM) 全球空间格网 海平面上升 基于QTM的LOD剖分 球面水淹分析
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大数据量遥感影像快速显示剖分组织方法研究 被引量:12
7
作者 万元嵬 程承旗 宋树华 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2009年第3期33-36,57,共5页
提出了基于全球剖分格网的大数据量遥感影像快速显示方法,并基于VC平台实现。测试表明,它具有LOD技术优点,兼有影像金字塔的长处,并且利用剖分面片无缝铺盖球面的性质和地址码的关联性,可解决图像的重叠问题,能实现遥感影像的快速搜索... 提出了基于全球剖分格网的大数据量遥感影像快速显示方法,并基于VC平台实现。测试表明,它具有LOD技术优点,兼有影像金字塔的长处,并且利用剖分面片无缝铺盖球面的性质和地址码的关联性,可解决图像的重叠问题,能实现遥感影像的快速搜索与显示,具有局部图像快速更新、图像无缝连接等优点。 展开更多
关键词 全球剖分格网 遥感影像 剖分面片 LOD 影像金字塔
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面向地理对象多尺度表达的剖分编码方法研究 被引量:7
8
作者 杨宇博 程承旗 宋树华 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2010年第5期33-36,共4页
现有模型对影像数据中的地理对象进行多尺度表达很困难,鉴于全球剖分模型在对地理对象表达时所具备的全球唯一性、层次性、多尺度性、编码具有地学含义等特点,提出了面向地理对象多尺度表达的剖分编码方法,目的是对地理对象赋予统一的... 现有模型对影像数据中的地理对象进行多尺度表达很困难,鉴于全球剖分模型在对地理对象表达时所具备的全球唯一性、层次性、多尺度性、编码具有地学含义等特点,提出了面向地理对象多尺度表达的剖分编码方法,目的是对地理对象赋予统一的剖分编码,使编码具有地学含义和多尺度特性。实验证明,面向地理对象多尺度表达的剖分编码方法可以满足地理对象多尺度剖分化表达的需要,为新一代GIS解决地理信息"尺度鸿沟"问题,向用户提供"连续"、"自适应"的表达尺度奠定了基础。 展开更多
关键词 GIS 全球剖分模型 EMD模型 多尺度表达 剖分编码
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分布式协同计算的GIS技术研究 被引量:15
9
作者 方裕 邬伦 +4 位作者 谢昆青 潘懋 景贵飞 陈斌 刘瑜 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2006年第3期9-12,52,共5页
讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和... 讨论GIS的基本技术体系,针对GIS应用需要提出以分布式协同计算为基本特征的新一代GIS技术。回顾GIS技术的发展历程及各代GIS技术的基本特征,分析GIS应用需求的发展趋势,提出新一代GIS应具备的基本特征;从空间数据模型、空间查询语言和空间数据分布式计算等方面讨论新一代GIS技术的理论体系,并提出现阶段可行的实现机制;介绍新一代协同计算的分布式GIS软件原型。 展开更多
关键词 GIS 协同计算 网格计算 对等计算 空间查询语言 时空数据模型 同步 全局目录
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基于球面DQG的矢量与地形数据无缝集成 被引量:5
10
作者 孙文彬 胡佰林 +2 位作者 王洪斌 王磊 吴亚军 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期39-42,共4页
现有的全球大规模空间数据可视化系统主要侧重于影像和地形数据的综合表达,针对矢量与地形的集成可视化能力相对较弱。该文以球面退化四叉树格网(Degenerate Quad-tree Grids,DQG)为基础,通过DQG格网的三角化过程构建了地表DEM模型,并... 现有的全球大规模空间数据可视化系统主要侧重于影像和地形数据的综合表达,针对矢量与地形的集成可视化能力相对较弱。该文以球面退化四叉树格网(Degenerate Quad-tree Grids,DQG)为基础,通过DQG格网的三角化过程构建了地表DEM模型,并提出了从矢量线对象到地形格网表面的映射方法。采用GTOPO30数据集和国界矢量数据进行了相关实验,结果表明:该方法能实现矢量数据与多分辨率DEM的无缝集成,并能有效地避免矢量对象"悬浮"和"入地"等现象。 展开更多
关键词 退化四叉树格网 矢量数据 地形数据 数据集成 全球空间格网
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基于球体退化八叉树的全球三维网格与变形特征 被引量:37
11
作者 吴立新 余接情 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,共4页
基于投影的度量空间变换为数字地球及数字区域建设带来了几何裂缝、投影变形等问题,解决问题的根本途径是摒弃投影,直接在球体流形空间建立统一的地球空间基础框架。该文将球面离散网格向球体内部扩展,基于球体退化八叉树提出一种全新... 基于投影的度量空间变换为数字地球及数字区域建设带来了几何裂缝、投影变形等问题,解决问题的根本途径是摒弃投影,直接在球体流形空间建立统一的地球空间基础框架。该文将球面离散网格向球体内部扩展,基于球体退化八叉树提出一种全新的全球三维空间网格剖分方法——球体退化八叉树网格(SDOG)。SDOG具有多层次、多分辨率特性,且网格单元面积、体积变形稳定,可对包括地球在内的任意球体进行有序的多层次三维空间剖分,可为全球空间数据集成组织与检索、多层次空间建模与可视化、地球系统科学研究等提供统一的地球空间基础框架。 展开更多
关键词 地球系统 地心坐标系 空间基础框架 全球三维网格 球体退化八叉树网格(SDOG)
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全球空间信息GeoDNA编码模型及应用方法初探 被引量:3
12
作者 程承旗 宋树华 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期663-667,共5页
为了解决因同一空间对象编码不同所引起的数据共享困难以及空间对象的编码无层次性问题,在全球剖分格网框架上提出了全球空间信息惟一性地理编码(GeoDNA)模型,并设计了该编码模型的系统架构,试图实现全球连续的、多层次空间信息的全息... 为了解决因同一空间对象编码不同所引起的数据共享困难以及空间对象的编码无层次性问题,在全球剖分格网框架上提出了全球空间信息惟一性地理编码(GeoDNA)模型,并设计了该编码模型的系统架构,试图实现全球连续的、多层次空间信息的全息表达。通过对遥感影像数据进行编码探索,表明全球空间信息剖分编码GeoDNA模型将大大增强空间信息的共享能力,加快信息的查询与检索速度,提高全球海量数据的存储与管理的效率,在区域性的应急反应方面具有很强的理论和实用价值。 展开更多
关键词 全球剖分格网 GeoDNA 时空记录框架 空时记录框架
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离散全球格网模型几何均匀性研究 被引量:2
13
作者 明涛 庄大方 +2 位作者 袁文 邱冬生 王占刚 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期845-851,共7页
在深入分析离散格网模型系统几何形变的研究现状与不足的基础上,提出了通过研究格网中单个结点与拓扑邻近结点间空间格局,对格网结点空间的均匀性进行评价的新的研究思路.提出了几种新的评价指标,包括邻近点间距离的最大值与最小值比值... 在深入分析离散格网模型系统几何形变的研究现状与不足的基础上,提出了通过研究格网中单个结点与拓扑邻近结点间空间格局,对格网结点空间的均匀性进行评价的新的研究思路.提出了几种新的评价指标,包括邻近点间距离的最大值与最小值比值、邻近点间张角的最大值与最小值比值以及所有结点相互之间边长的标准差.采用上述指标,对6种代表不同类型的全球离散格网模型进行了研究,分析了各种格网模型结点均匀性的变化规律. 展开更多
关键词 离散全球格网模型 空间分布 几何均匀性
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面向遥感影像感兴趣目标的剖分表达 被引量:2
14
作者 宋树华 程承旗 +2 位作者 濮国梁 郭仕德 官小波 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1652-1659,共8页
为了高效地表达遥感影像中感兴趣目标,提出了基于地图分幅拓展EMD剖分面片聚合的遥感影像感兴趣目标剖分表达模型以及相应的剖分表达原则和剖分表达流程,设计了基于感兴趣目标剖分表达模型的线状和面状目标边界表达算法、面状目标的行... 为了高效地表达遥感影像中感兴趣目标,提出了基于地图分幅拓展EMD剖分面片聚合的遥感影像感兴趣目标剖分表达模型以及相应的剖分表达原则和剖分表达流程,设计了基于感兴趣目标剖分表达模型的线状和面状目标边界表达算法、面状目标的行扫描算法和剖分面片聚合算法等.模拟验证结果表明:基于EMD遥感影像感兴趣目标剖分表达模型可有效地对影像中的目标进行表达,且表达感兴趣目标的剖分面片个数越多,剖分面片聚合层级越大,目标剖分面片的压缩效果越好. 展开更多
关键词 遥感影像感兴趣目标 全球剖分模型 地图分幅拓展 剖分面片
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一种全球离散格网系统框架下的室内空间网格数据模型 被引量:2
15
作者 邬群勇 曾庆权 张爱国 《导航定位学报》 CSCD 2020年第2期55-62,共8页
针对室内外数据模型兼容性低,室内模型缺乏统一空间参考框架的问题,提出1种全球离散格网框架下的室内空间网格模型:室内模型通过引入全球离散格网系统(DGGS)作为坐标参考系统提供位置编码信息,并将DGGS作为模型的几何结构基础对室内空... 针对室内外数据模型兼容性低,室内模型缺乏统一空间参考框架的问题,提出1种全球离散格网框架下的室内空间网格模型:室内模型通过引入全球离散格网系统(DGGS)作为坐标参考系统提供位置编码信息,并将DGGS作为模型的几何结构基础对室内空间离散化;然后以离散空间网格作为基本组织单元,对模型的类型系统进行设计;最后利用格网系统的层次结构与网格索引特性完成基于A*算法的室内路径规划。实验结果表明,该模型具有在统一框架下空间规划计算的可行性和有效性。 展开更多
关键词 空间参考框架 全球离散格网 位置编码 室内模型 路径规划
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基于GIS的三维虚拟地球的研究与实现 被引量:5
16
作者 凌东伟 李欣 朱美正 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第19期4774-4777,4809,共5页
越来越多的三维应用需要绘制椭球大地,以体现真实的地理环境。要构建一个三维地球,首先需要有能力对全球海量数据进行高效访问与处理;其次为了实现对全球地形与地物的快速绘制,在构造场景时必须对地球表面进行层级分块,以便只载入需要... 越来越多的三维应用需要绘制椭球大地,以体现真实的地理环境。要构建一个三维地球,首先需要有能力对全球海量数据进行高效访问与处理;其次为了实现对全球地形与地物的快速绘制,在构造场景时必须对地球表面进行层级分块,以便只载入需要的地理数据并构造它们的场景;另外为了得到恒定帧速,构造新场景的工作应放进后台线程中。给出了一个基于GIS的三维虚拟地球的系统设计,对其中的关键技术作了重点讨论,实现了一个原型系统TerraGlobe。 展开更多
关键词 地理信息系统 全球网格 全球地形绘制 空间数据可视化 层次细节 场景图管理 虚拟现实
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网格空间数据库副本管理研究 被引量:1
17
作者 吴鹏飞 方裕 +2 位作者 陈斌 黄舟 林家元 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2008年第5期1-5,共5页
网格GIS的研究重点在于利用网格技术,基于空间数据库实现空间资源共享。网格环境下,用P2P模型解决副本管理问题,可增强系统的可伸缩性和动态性。在网格GIS中,逻辑层与物理存储层分离,采用水平非交叠分片策略,依照空间区域把逻辑层划分... 网格GIS的研究重点在于利用网格技术,基于空间数据库实现空间资源共享。网格环境下,用P2P模型解决副本管理问题,可增强系统的可伸缩性和动态性。在网格GIS中,逻辑层与物理存储层分离,采用水平非交叠分片策略,依照空间区域把逻辑层划分为物理片段层。网格GIS应用系统应用GT4部署和实现,在网格上使用JXTA协议建立虚拟网络覆盖层,实现由门户节点、聚合点和物理存储节点组成的层次型全局副本目录结构。为提高空间数据发布效率,采用三层分布式索引结构,物理片段层和逻辑层分别采用R-tree索引和四叉树索引,通过软状态协议维护副本目录的一致性,并讨论副本目录原型GridSRC的实现和性能评价。 展开更多
关键词 网格GIS 副本管理 副本定位 全局目录 网格空间数据库
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基于地球剖分的空间信息区位标识 被引量:7
18
作者 吕雪锋 程承旗 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期333-346,共14页
针对空间信息的区域范围和位置标识的统一性和多尺度性问题,基于2n一维整型数组的全球经纬度剖分格网(GeoSOT)框架提出了一种具有全球统一性、多尺度性和结构性的空间信息区位标识编码模型.该区位标识编码模型通过将球面固定格网剖分... 针对空间信息的区域范围和位置标识的统一性和多尺度性问题,基于2n一维整型数组的全球经纬度剖分格网(GeoSOT)框架提出了一种具有全球统一性、多尺度性和结构性的空间信息区位标识编码模型.该区位标识编码模型通过将球面固定格网剖分的空间定位、空间尺度、空间范围和空间结构集于一体的三元组(C0,M,N)来对同一地理对象的区域范围与位置、内部空间区域格网、空间点线面实体、空间属性信息、空间信息网络域五种区位信息进行统一描述与一致性表达.通过对区位标识编码定义、生成方法及应用方法的综合设计,可实现同一地理区域的多元空间信息之间形成一致性区位关联能力,为全球多元空间信息的统一管理和应用提供统一地理编码参考. 展开更多
关键词 空间区位标识 地球剖分 离散格网 空间信息标识 空间信息组织
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全球离散格网:回顾与展望(英文) 被引量:17
19
作者 迈克尔F.古德切尔德 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2012年第1期1-6,共6页
全球离散格网是数字球体表达的基本数据模型,它提供了一种栅格化表达地球弯曲表面的方法,催生了数字地球。该文回顾全球离散格网与数字地球的发展史,评析了以谷歌地球为代表的第一代数字地球的技术实现。在为科学界及社会公众提供地表... 全球离散格网是数字球体表达的基本数据模型,它提供了一种栅格化表达地球弯曲表面的方法,催生了数字地球。该文回顾全球离散格网与数字地球的发展史,评析了以谷歌地球为代表的第一代数字地球的技术实现。在为科学界及社会公众提供地表与近地表信息交流方面,数字地球的有效性面临挑战,第一代数字地球在很多方面存在不足,其中最显著的缺陷是不能基于社会与环境过程模型模拟地球的将来状态。展望未来,简要分析了下一代数字地球应具有的基本特征。 展开更多
关键词 全球离散NN(rxx ) 全球空间格网(GSC) 地理信息系统(GIS) 数字地球 数字球体
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