顾及我国地理特点的全球空间信息多级网格理论与关键技术研究

发布时间：2016-07-04 14:00

  本文关键词：顾及我国地理特点的全球空间信息多级网格理论与关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华中科技大学》 2014年

顾及我国地理特点的全球空间信息多级网格理论与关键技术研究

章永志  

【摘要】：随着空间技术和信息技术的不断进步,特别是地理信息系统技术、遥感技术和全球定位系统技术的飞速发展,人们能够越来越方便、快捷的获取到有关地球及其各种资源、环境和社会现象的多尺度、海量和实时的对地观测数据。全球空间数据的不断获取和更新,为人类进行全球范围内各行各业的动态监测、预警预报、数据挖掘等数字化工程和可持续发展研究提供了强大的基础数据支持。但是,令人遗憾的是,这些数据大部分被存储在电子数据仓库中,当前不管是政府机构还是科研院所,没有任何一个信息供应部门能够满足全球范围内地理信息资源的全面需求。其问题的根源在于传统的空间信息技术,未能解决空间资源的有效集成和充分共享。虽然Web GIS能在一定程度上实现部分空间资源的共享,但毕竟有限。 李德仁院士指出,空间信息的共享问题,必须从空间信息的组织与管理、检索与调度、共享与服务模式上,研究适合于空间信息集成共享的理论方法和技术,提出一整套不同于当前空间信息系统的体系框架。高俊院士认为地理空间数据是科学探索和生存的重要资源,地理空间信息是发现新知识的重要基础,如何充分利用原有环境和平台,建立一个为信息化服务的新环境或新平台非常重要。 本文鉴于网格技术在分布式管理方案上的优势,将其与空间信息技术相结合,在充分考虑我国地理空间和数据标准等实际特点基础上,提出基于多级网格的海量空间数据组织、管理与调度方法,构建全球性的地理空间信息集成共享平台,不仅要实现网格环境下,空间信息资源的快速检索与高度共享,更要注重海量数据的一体化组织与管理,极大限度的减少数据重复建设,促进数据流动与融合,发挥空间信息资源的整体价值。论文的主要内容及其特色与创新如下： (1)符合我国地理特点的全球空间信息多级网格系统构建：分析对比了国内外经典的球面网格剖分方案的优劣,根据全球网格剖分的基本原则,结合我国空间地理特征及现行数据标准,提出了既适应全球空间特征,又顾及我国地理特点的全球空间信息多级网格划分方法,并在此基础上,建立了顾及我国地理特点的全球空间信息多级网格的数字模型。 (2)大区域海量地理空间数据的组织与管理模型研究：针对全球空间数据的特点,通过对比分析以往数据管理方案的不足之处,提出了基于全球空间信息多级网格平台的管理模式,并对该模式下网格资源的采集、组织、存储和索引方法进行了系统而深入的研究。 (3)全球海量空间数据的快速调度与浏览显示技术研究：为了提高大区域海量数据的查询检索效率,设计了一种合理高效的空间索引机制。同时,研究提出了一种全球海量空间数据的动态调度机制,极大限度的减少了内存负担,提高了空间数据的实时显示效果和流畅度。 (4)全球空间信息多级网格原型系统的设计、开发与实例应用：以雷电空间信息管理与服务为例,分析了数字雷电中现行信息管理方案的不足之处,并根据其实际需求,对全球雷电空间信息多级网格原型系统的总体架构、后台数据库系统和功能模块等进行了详细设计与开发。通过实例应用,对系统的相关基础理论与关键技术进行了测试与验证,为今后基于全球空间信息多级网格的各类专题应用提供了参考。 总之,本文从网格剖分、编码设计、邻近搜索、定位转换、数据组织、查询检索、调度显示等多方面,结合我过地理特点对全球空间信息多级网格的若干理论与关键技术进行了探讨与研究,构建了一个既符合全球标准,又顾及了我国地理特点的全球空间信息多级网格原型系统,为分散、多源、异质、异构和海量的全球空间数据的组织、管理与调度等,提供了一个统一的集成和共享平台,为全球变化、定位服务和地理系统科学等相关研究提供了一种方便有效的数据支持手段。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P2-0;P208
【目录】：

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