基于正八面体球面离散格网模型的全球遥感影像浏览系统研究

1、基于正八面体球面离散格网模型的全球遥感影像浏览系统研究【摘要】 ： 随着空间技术和信息技术的不断进步与完善，特别是全球航 天遥感与全球定位技术的迅速发展，遥感动态监测的范围不断扩大，以 至于扩展到全球。使得人们能够获得有关地球的多分辨率、海量、实 时的对地观测数据，为人类进行全球可持续发展研究、资源环境变化 监测、灾害预警预报、国家安全保卫等，提供了丰富的空间基础数据。 在这种背景下，传统的平面模型由于在处理大区域数据时投影变形 大、缺乏多尺度表达，已不能完全满足全球空间信息管理的需要。而 球面离散格网模型具有全球性、连续性、层次性和动态性的特点，成为解决问题的有效方法之一，有望从根本上解决传

2、统平面模型存在的 局限。本文围绕球面离散网格模型进行研究，完成的主要工作如下:1. 分析了平面模型在大区域或全球范围应用中存在的局限，对球面离散格网模型的国内外研究现状进行分类介绍，分析了虚拟地球产品显示 的原理与存在缺陷，指出了研究意义和研究中存在的问题。2.以球体内 接正八面体为基础，实现了对球面进行递归剖分和 QTM 剖分,感兴趣 区域进行局部高精度剖分。任何方式的球面剖分都不能达到理想中的 等面积、等形状，但是格网单元变形分析结果说明：单元形状和面积的 分布有一定的规律，随剖分层次的增加，其变化趋于稳定，保证了较深 层次剖分在应用中的可靠性。3.定义了格网单元的编码方式，采用Morto

3、n 码对任意一个格网编码，编码具有唯一性，这种编码方式对递归 剖分和 QTM 剖分都适用，根据编码可以查找一定范围内的格网单元。C 易发表用yiT论女第表匸冢通过转换算法实现了编码与经纬度之间的转换。给出了球面距离与面 积的计算公式。4定义了正向转换和逆向转换的球面离散格网影像转 换方法，实现了影像到球面离散格网的正向转换。给出了球面离散格 网的文件存储方法，及文件管理与索引的方式。5设计了球面离散格网 原型系统,利用全球影像和风云三号卫星的遥感数据，做了球面影像多层次表达、复合分析和影像融合的实验。球面离散格网影像数据量小, 格网单元大小相近、形状相似，可以进行多层次表达。【关键词】：球 面

4、离散格网正八面体格网单元遥感虚拟地球【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2009【分类号】：TP75【目录】：论文摘要 6-7ABSTRACT7-11 第 1 章绪论 11-431.1 球面离 散格网模型11-141.2球面离散格网模型研究进展 14-23121经纬线球 面离散格网模型 15-171.2.2自适应球面离散格网模型 171.2.3正多面 体球面离散格网模型 17-231.3 全球遥感影像浏览系统 23-401.3.1 研究 意义23-241.3.2 虚拟地球产品24-311.3.3 虚拟地球产品的实现31-391.3.4 目前虚拟地球产品存在的缺陷

5、39-401.4 研究内容及文章结 构40-43 第 2 章正八面体球面离散格网模型 43-592.1 正八面体球面离散格网剖分算法 43-492.1.1 球面递归剖分 43-462.1.2 球面 QTM 剖分46-472.1.3 感兴趣区域高精度剖分 47-492.2 正八面体球面离散格网模 型变形分析 49-54221 格网模型收敛分析 50-51222 格网单元属性值分布 51-532.2.3 格网单元属性值比例分布 53-542.2.4 球面三角剖分变形规律 542.3 正八面体球面离散格网模型对矢量与栅格数据的表达54-592.3.1 球面离散格网模型表达矢量数据 55-572.3.

6、2 球面离散格网模型表达栅格数据57-59 第 3 章正八面体球面离散格网单元编码59-743.1 格网单元编码的方法 59-603.2 经纬度坐标与格网单元编码的转换 60-643.2.1QTM 剖分中经纬度与格网单元编码的转换60-633.2.2递归剖分中经纬度与格网单元编码的转换63-643.3 由格网单元编码查找边边相邻格网单元 64-683.3.1 上下方向格网单元查找 64-663.3.2左侧格网单元查找 66-673.3.3 右侧格网单元查找 67-683.4 由格网单元编码查找一定范围内格网单元68-693.5 由格网单元编码计算球面距离与面积 69-743.5.1 球面两点间

7、距离 70-713.5.2 球面多边形面积 71-74第 4 章遥感影像到球面离散格网的转换 74-954.1 遥感影像到球面离散格网的转换方法 74-784.1.1 影像到球面离散格网的正向转换75-764.1.2 影像到球面离散格网的逆向转换76-784.2 遥感影像到球面离散格网转换的实现 78-954.2.1HDF 格式遥感影像到离散格网转换的实现 78-854.2.2world 配置文件遥影像到离散格网转换的实现 85-95 第5 章球面离散格网影像存储与管理 95-1075.1 格网单元影像数据的存 储95-975.2 格网单元影像数据的管理 97-995.3 格网单元影像文件索引 99-1005.4 基于 HDF 格式存储管理离散格网单元数据 100-107 第 6章原型系统的开发与实验 107-1316.1 原型系统开发 107-1146.1.1 系统 基本框架 107-1086.1.20pe nGL 操作渲染管线 108-1116.1.3 离散格网影 像表达的实现 111-1146.2 离散格网模型影像操作实验 114-1316.2.1 离 散格网单元影像查找 115-1166.2.2 遥感影像多分辨率表