检索结果-内蒙古大学图书馆

地球信息科学学报 2023年第12期25卷 2361-2373页

作者：梁启爽陈艺航贲进周建彬丁俊杰代金池信息工程大学地理空间信息学院郑州450001

全球离散格网系统(Discrete Global Grid System,DGGS)是数字化的地球参考框架,在多源、多尺度地球空间数据集成分析方面优势明显。本文选择菱形三十面体六边形全球离散格网系统,提高格网与地球的整体拟合精度和空间采样率;建立遥感图... 详细信息

全球离散格网系统(Discrete Global Grid System,DGGS)是数字化的地球参考框架,在多源、多尺度地球空间数据集成分析方面优势明显。本文选择菱形三十面体六边形全球离散格网系统,提高格网与地球的整体拟合精度和空间采样率;建立遥感图像六边形像素数学模型,提出兼容开放标准格式的数据存储方案。①根据地理位置将遥感图像格网化,完成遥感图像六边形DGGS建模;其次,建立六边形单元与矩形像素严密对应关系,等效保留六边形单元的邻域信息;②采用GeoTIFF开放标准格式精确存储六边形属性值以及投影、变换参数;③设计依托六边形DGGS格网标准数据集为基础的多尺度六边形DGGS生成算法。实验结果表明:本文方案不仅能保证六边形像素遥感图像数据与标准文件格式兼容,而且能保证矩形像素与六边形单元逐一对应,较好地保留了六边形单元数据的图像信息和空间分布特征,相较于欧空局SMOS数据组织方案更具优势。本文方案打破了六边形单元与矩形像素遥感图像的数据组织壁垒,使用常见GIS/RS软件即可读取六边形像素的遥感图像,并可通过对矩形像素的操作等效实现对六边形单元的处理,有望推动六边形DGGS在遥感数据组织、处理、共享等方面的应用。

关键词：菱形三十面体全球离散格网系统六边形数据建模双倍偏移坐标遥感图像数据存储 SMOS

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正二十面体六边形全球离散格网编码运算

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地球信息科学学报 2023年第2期25卷 239-251页

作者：赵龙李国庆姚晓闯马跃中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

全球离散格网系统是指把地球表面按照一定规则离散分割成多分辨率层次结构的格网单元,广泛应用于海量多源空间数据的组织、管理和分析中。六边形全球离散格网具有优良的几何特性,非常适合于空间数据的处理,如何进一步提高六边形全球离... 详细信息

全球离散格网系统是指把地球表面按照一定规则离散分割成多分辨率层次结构的格网单元,广泛应用于海量多源空间数据的组织、管理和分析中。六边形全球离散格网具有优良的几何特性,非常适合于空间数据的处理,如何进一步提高六边形全球离散格网编码运算的效率仍是当前研究的重点。本文采用正二十面体施耐德投影四孔径六边形全球离散格网模型,基于六边形三轴坐标与编码的二进制数的对应关系构建四孔六边形的基础编码结构,将二十面体划分为32个基础六边形,并将之分为3种基础六边形剖分瓦片,在每个六边形剖分瓦片采用基础编码结构进行编码,建立了四孔六边形全球离散格网编码,同时设计了并实现了四孔六边形编码与六边形三轴坐标之间的快速转换,基于此构建了一种高效的四孔六边形全球离散格网编码运算方案,包括编码的算数运算、空间拓扑运算和邻域检索运算及跨面运算。与现有的六边形全球离散格网编码运算方案相比,本文的方案进一步提高了编码算数运算、空间拓扑运算和邻域检索运算的效率,编码加法运算是HLQT的2~3倍,邻域检索运算分别是HLQT的3~5倍和H3的2~3倍,且受格网编码层次的影响较小,编码的跨面邻域检索运算时间略高于面内的运算,可以为全球离散格网系统的研究应用提供支撑。

关键词：全球离散格网系统正二十面体六边形格网编码编码运算六边形三轴坐标系坐标转换格网邻域检索

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广域六角格兵棋地图构建方法与机动推演应用

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系统工程与电子技术 2023年第3期45卷 769-776页

作者：周建彬贲进黄心海王蕊梁晓宇信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

兵棋推演是预演战争、模拟作战的科学方法,全球化趋势对兵棋推演的推演范围和灵活程度提出了更高要求。采用六边形全球离散格网系统建立广域多尺度兵棋地图,并在推演案例中检验了其作用。首先,提出栅格及矢量数据六角格量化方法;其次,... 详细信息

兵棋推演是预演战争、模拟作战的科学方法,全球化趋势对兵棋推演的推演范围和灵活程度提出了更高要求。采用六边形全球离散格网系统建立广域多尺度兵棋地图,并在推演案例中检验了其作用。首先,提出栅格及矢量数据六角格量化方法;其次,建立环境要素与作战要素联合作用的部队机动时间效能模型,设计了最优路径规划算法;最后,构建兵棋地图,并以部队海陆两栖机动推演为例加以验证。实验结果表明,六边形全球离散格网系统兼具数据建模和分析计算功能,既可被用于构建海陆广域多尺度兵棋地图,又可作为作战推演的统一计算框架,弥补了传统兵棋地图空间范围受限、尺度变换不灵活的缺陷,具有较好的应用前景。

关键词：全球离散格网系统六角格兵棋地图机动推演

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局部区域多孔径六边形格网系统快速生成算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2022年第9期47卷 1376-1382页

作者：郑明阳贲进周建彬王蕊信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

六边形全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的优选解决方案,相关研究已引起学术界广泛关注。相较于完整的全球格网,局部不规则区域格网的应用需求更加广泛,相关生成算法是当前六边形全球离散格网系统研究的重要问题之一。... 详细信息

六边形全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的优选解决方案,相关研究已引起学术界广泛关注。相较于完整的全球格网,局部不规则区域格网的应用需求更加广泛,相关生成算法是当前六边形全球离散格网系统研究的重要问题之一。将二十面体相邻三角面组合为菱形逻辑结构,在此基础上,提出一种局部区域多孔径六边形格网系统生成算法。首先,分析格网剖分类型,建立离散整数坐标系,描述多孔径六边形格网单元空间位置;其次,将局部区域分解到球面二十面体的菱形逻辑结构上创建子区域;然后,根据子区域边界设计外接最小菱形遍历算法,剔除与目标区域无关单元;最后,遍历最小菱形,生成多孔径局部格网。对比实验结果表明,提出的算法具有灵活性好、效率高等优点,生成的多孔径六边形格网用于栅格数据组织,可显著减少数据量,具有较好的应用潜力。

关键词：全球离散格网系统多孔径六边形局部

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基于球体QTM八叉树网格的三维缓冲区生成算法

基于球体QTM八叉树网格的三维缓冲区生成算法

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作者：石焱郑州大学

学位级别：硕士

全球离散格网系统（Discrete Global Grid System,DGGS）是一种基于地球球面（体）无限细分,进而实现模拟地球的地理空间数据表达与分析模型。球面离散格网系统的相关研究已较为深入并取得了丰硕的成果,球体离散格网研究则有待完善。目... 详细信息

全球离散格网系统（Discrete Global Grid System,DGGS）是一种基于地球球面（体）无限细分,进而实现模拟地球的地理空间数据表达与分析模型。球面离散格网系统的相关研究已较为深入并取得了丰硕的成果,球体离散格网研究则有待完善。目前,三维球体离散格网系统的研究大都局限于剖分建模和空间可视化领域,在三维地理空间计算方面成果较少。就缓冲区构建而言,传统三维矢量、栅格缓冲区的生成算法已十分成熟,但基于全球离散格网系统的三维缓冲区生成算法研究鲜有报道。针对这一现状,本文基于全球离散格网系统,围绕缓冲区生成的相关关键理论与技术展开研究。论文的主要工作和内容如下:1.在现有三向地理格网坐标系统基础上,建立三向对称格网坐标系统。本文深入分析三向坐标系的特点,面向空间对称距离计算应用,将其3个坐标原点整合为一,并统一移动至球面三角形的中心,依据网格的自然分布记取坐标值,建立了三向对称坐标系。在上述基础上,设计并实现了三向对称坐标与QTM（Quaternary Triangular Mesh）固定方向编码的转换算法,为后文的网格邻域扩张算法设计提供关键理论支撑。2.提出了基于全球离散格网的二维缓冲区生成方法。将QTM格网的空间对称性映射到三向对称坐标的编码上,把缓冲区看作是中心格元的邻域扩展,据此设计QTM的格元邻域扩张算法。并以此为基础,考虑各种实体扩展区域的空间邻接关系,基于QTM格网,实现了点、线和面状对象的二维缓冲区生成。将上述方法推广到其它类型的格网,提出了针对菱形和六边形格网的对称格网坐标系统,并以此进行格元的邻近对称距离分析,实现了对应格网的二维缓冲区生成,验证了本算法的有效性和普适性。3.提出了基于球体测地线八叉树格网（Sphere Geodesic Octree Grid,SGOG）的三维缓冲区生成方法。将三维缓冲区进行降维处理,把三维缓冲区看成是二维缓冲区格元的径向邻域扩张,藉此提出SGOG体元径向邻域扩张算法,实现了点、线和体对象的三维缓冲区生成;实验结果与理论分析表明,本算法复杂度为O（R2）,优于传统栅格算法复杂度O（R3）;最后提出SGOG格网的空间关系查询算法,为缓冲区查询分析提供基础。4.研发了基于球体空间离散格网的三维缓冲区生成系统。基于以上研究,以VS2017作为系统开发平台,用Qt搭建系统框架,OSG作为三维渲染引擎,SQL Server作为底层数据库,应用标准C++11语言开发了基于球体离散格网的三维缓冲区生成系统。主要包括三维缓冲区生成建模和空间关系查询两个基本模块,本系统已获得国家软件著作权。

关键词：全球离散格网系统球体测地线八叉树格网三向对称坐标系统缓冲区分析距离分析

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正二十面体四孔六边形格网系统编码运算

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武汉大学学报（信息科学版） 2020年第1期45卷 89-96页

作者：王蕊贲进杜灵瑀周建彬李祝鑫信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001 61287部队四川成都610000

全球离散格网系统是数字化的多分辨率地球参考模型,在结构上支持多源位置相关信息的融合处理。基于正二十面体剖分的六边形全球离散格网系统具有较好的几何属性,相关研究已引起学术界的广泛关注,如何建立封闭球面上的六边形格网系统编... 详细信息

全球离散格网系统是数字化的多分辨率地球参考模型,在结构上支持多源位置相关信息的融合处理。基于正二十面体剖分的六边形全球离散格网系统具有较好的几何属性,相关研究已引起学术界的广泛关注,如何建立封闭球面上的六边形格网系统编码运算方案是当前的研究难点。研究表明,基于正多面体剖分的全球离散格网系统与正多面体格网系统拓扑等价,两者的编码运算结果也完全相同。根据这一原理,结合四孔六边形格网系统在正二十面体表面的分布特点,基于六边形格点四叉树定义顶点瓦片与面瓦片结构,提出了正二十面体四孔六边形格网系统编码运算方案。该方案通过高效编码运算实现了格网单元跨面操作,克服了现有成果需借助低效浮点数运算实现相同操作的缺陷。对比实验表明,该方案的跨面邻近单元搜索效率约是六边形四元平衡结构方案的19.6倍。

关键词：全球离散格网系统正二十面体六边形编码运算

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多重离散格网互操作机制研究

多重离散格网互操作机制研究

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作者：陈艺航郑州大学

学位级别：硕士

全球离散格网系统是一套对地球表面按照一定的规则进行递归剖分的有机格网系统，较好地解决了尺度和投影变形的问题，在全球空间数据的层次剖分与索引、全球气象与水文模拟、空间数据质量与制图综合等领域取得了广泛的应用。但已有的全... 详细信息

全球离散格网系统是一套对地球表面按照一定的规则进行递归剖分的有机格网系统，较好地解决了尺度和投影变形的问题，在全球空间数据的层次剖分与索引、全球气象与水文模拟、空间数据质量与制图综合等领域取得了广泛的应用。但已有的全球离散格网模型自成体系，相互封闭，缺乏连通，仍然存在着较为严重的“信息孤岛”问题，因此研究多类型离散格网系统之间的连通与互操作问题具有重要意义。　　本文在对格网模型本体认知基础上，对全球离散格网系统的结构要素进行分析，以球面四元三角网为例，从编码转换和一体化编码两个角度研究编码和多类型格网的互操作机制。提出了球面四元三角网编码转换方法和全球离散格网系统结构要素一体化编码和生成方法，并以降雨量和地表高程数据进行实例验证，取得了良好的效果，为数字地球平台建设提供了新的理论与技术参考。论文的主要工作和贡献如下:　　1.设计并实现了球面四元三角网各种编码类型之间的相互转换算法。基于球面四元三角网的剖分规则，在对各种编码方案分类分析的基础上，通过编码在同一层级中的排序方式提出了层次编码的方向性特征。针对各类编码方案所包含地理坐标一致的性质，提出了球面四元三角形编码的通用映射规则，即重采样转换法;针对较为常用的层次编码，提出了层次转换法;对于线性四叉树菱形格网的三角形格网编码，构建了行列转换的映射规则。最后，对以上三种算法进行了实验对比，实验结果表明:层次转换和行列转化算法效率较高。　　2.提出了格点一体化编码驱动的多重离散格网自适应生成方法。在对三类全球离散格网系统(三角形、四边形、六边形)结构要素的统一特征以及格点和格元辩证关系深入分析的基础上，揭示了其格点呈等差圈层分布的规律;以球面四元三角剖分为例，设计并实现了格点的等差圈层编解码算法;根据三种格网的空间几何关系提出了基于格点一体化编码的多重格网自适应生成方法;并以河南省域DEM的多重格网表达为例验证了其正确性和可行性，为全球离散格网的互操作机制提供一种新思路。　　3.实验系统开发。基于以上研究，设计了面向对象的多重离散格网数据结构，基于标准C++语言、开发平台VisualStudio2017、Qt、三维渲染引擎OSG和数据库MySQL实现了多重离散格网互操作系统。主要包括球面四元三角网编码转换和多重离散格网构建两个基本模块。

关键词：全球离散格网系统球面四元三角网编码转换结构要素

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多重离散格网互橾作机制研究

多重离散格网互橾作机制研究

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作者：陈艺航郑州大学

学位级别：硕士

全球离散格网系统是一套对地球表面按照一定的规则进行递归剖分的有机格网系统,较好地解决了尺度和投影变形的问题,在全球空间数据的层次剖分与索引、全球气象与水文模拟、空间数据质量与制图综合等领域取得了广泛的应用。但已有的全球... 详细信息

全球离散格网系统是一套对地球表面按照一定的规则进行递归剖分的有机格网系统,较好地解决了尺度和投影变形的问题,在全球空间数据的层次剖分与索引、全球气象与水文模拟、空间数据质量与制图综合等领域取得了广泛的应用。但已有的全球离散格网模型自成体系,相互封闭,缺乏连通,仍然存在着较为严重的“信息孤岛”问题,因此研究多类型离散格网系统之间的连通与互操作问题具有重要意义。本文在对格网模型本体认知基础上,对全球离散格网系统的结构要素进行分析,以球面四元三角网为例,从编码转换和一体化编码两个角度研究编码和多类型格网的互操作机制。提出了球面四元三角网编码转换方法和全球离散格网系统结构要素一体化编码和生成方法,并以降雨量和地表高程数据进行实例验证,取得了良好的效果,为数字地球平台建设提供了新的理论与技术参考。论文的主要工作和贡献如下:1.设计并实现了球面四元三角网各种编码类型之间的相互转换算法。基于球面四元三角网的剖分规则,在对各种编码方案分类分析的基础上,通过编码在同一层级中的排序方式提出了层次编码的方向性特征。针对各类编码方案所包含地理坐标一致的性质,提出了球面四元三角形编码的通用映射规则,即重采样转换法;针对较为常用的层次编码,提出了层次转换法;对于线性四叉树菱形格网的三角形格网编码,构建了行列转换的映射规则。最后,对以上三种算法进行了实验对比,实验结果表明:层次转换和行列转化算法效率较高。2.提出了格点一体化编码驱动的多重离散格网自适应生成方法。在对三类全球离散格网系统(三角形、四边形、六边形)结构要素的统一特征以及格点和格元辩证关系深入分析的基础上,揭示了其格点呈等差圈层分布的规律;以球面四元三角剖分为例,设计并实现了格点的等差圈层编解码算法;根据三种格网的空间几何关系提出了基于格点一体化编码的多重格网自适应生成方法;并以河南省域DEM的多重格网表达为例验证了其正确性和可行性,为全球离散格网的互操作机制提供一种新思路。3.实验系统开发。基于以上研究,设计了面向对象的多重离散格网数据结构,基于标准C++语言、开发平台Visual Studio 2017、Qt、三维渲染引擎OSG和数据库My SQL实现了多重离散格网互操作系统。主要包括球面四元三角网编码转换和多重离散格网构建两个基本模块。

关键词：全球离散格网系统球面四元三角网编码编码转换结构要素一体化编码互操作

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平面四孔六边形格网系统编码运算

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测绘学报 2018年第7期47卷 1018-1025页

作者：王蕊贲进杜灵瑀周建彬李祝鑫信息工程大学地理空间信息学院 61287部队

全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的新型数据模型。六边形格网系统具有优良的几何属性,相关研究已引起学术界的关注,单元层次关系描述与编码方案设计是其研究难点。本文根据平面四孔六边形格网系统结构特点,设计"... 详细信息

全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的新型数据模型。六边形格网系统具有优良的几何属性,相关研究已引起学术界的关注,单元层次关系描述与编码方案设计是其研究难点。本文根据平面四孔六边形格网系统结构特点,设计"格点四叉树"层次编码结构,定义编码运算并归纳运算规律,据此实现二维直角坐标与单元编码的相互转换。与同类成果相比,格点四叉树从原理上克服了奇(偶)分层编码、单元中心与顶点混合编码导致的诸多缺陷,且编码运算规律简明,易于算法实现。试验结果表明,格点四叉树编码加法运算的效率约是PYXIS的6倍、HQBS的5倍;直角坐标转换到编码的效率约为HQBS的5倍,编码转换到直角坐标的效率约为HQBS的3倍。

关键词：全球离散格网系统六边形单元编码坐标转换

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矢量线六边形全球离散格网表达的理论与方法

矢量线六边形全球离散格网表达的理论与方法

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作者：杜灵瑀战略支援部队信息工程大学

学位级别：硕士

随着空天对地观测与陆地传感器网络等技术的迅猛发展,地球空间信息的获取、处理和应用已步入“大数据”时代。越来越多的地球空间数据不仅具备广域、多源、异构、多尺度、多时相等固有属性,而且还呈现出多变量、高维度、时空复合等特征... 详细信息

随着空天对地观测与陆地传感器网络等技术的迅猛发展,地球空间信息的获取、处理和应用已步入“大数据”时代。越来越多的地球空间数据不仅具备广域、多源、异构、多尺度、多时相等固有属性,而且还呈现出多变量、高维度、时空复合等特征,传统数据组织方法和模式已不能完全适应地球空间大数据汇聚、表征和处理的需求。“全球离散格网系统”（Discrete Global Grid System,DGGS）是对整个地球空间进行递归剖分形成的多分辨率离散地球参考模型,在结构上有利于多源异构数据同构表达,有望成为支持地球空间大数据融合分析的优选方案。目前全球离散格网系统的相关研究多见于格网剖分、地址编码、空间索引等方面,对矢量数据格网表达虽有少量涉及,但相关成果仍缺乏系统性。针对这一现状,本文以线状矢量数据为主要研究对象,在分析矢量线格网化一般数学模型的基础上,围绕矢量线六边形全球离散格网表达的相关问题展开研究。论文的主要工作和贡献如下:1.以现有研究成果为基础,从向量平移的角度建立多维格网矢量线格网表达数学模型,阐述维格网中矢量线格网化问题与维最优漫游路径问题的等价关系,并总结降维实现矢量线格网化的思想。设计并实现矢量线平面六边形格网表达的降维算法。试验结果表明,该算法可产生具有良好连续性和平滑性且能够精确拟合矢量线的格网化结果。2.发现平面六边形格网与三角形格网及菱形格网之间的“弱对偶”关系,基于此关系分别实现基于“弱对偶”的矢量线三角形格网及菱形格网表达算法,为异构格网之间的互操作奠定基础。试验结果表明,基于“弱对偶”的矢量线格网表达算法可在三角形格网及菱形格网中高效生成整体效果良好的格网化结果。3.引入复进制数理论,利用间隔层次格网单元隶属关系建立四孔六边形格网系统的数学模型,提出“六边形格点对称树”（Hexagon Lattice Symmetry Tree,HLST）编码方案,实现编码加法与乘法运算、空间操作及编码与笛卡尔坐标互换算法。对比试验结果表明,HLST的编码操作效率优势明显,该方案的编码加法运算平均效率约为“六边形四元平衡结构”（Hexagonal Quad Balanced Structure,HQBS）的10.11倍,“六边形格点四叉树”（Hexagon Lattice Quad Tree,HLQT）的2.00倍;编码到笛卡尔坐标转换的平均效率约为HQBS的6.29倍,HLQT的2.36倍;邻近编码查询效率约为HQBS的4.23倍,HLQT的1.83倍。4.将一般矢量线格网化数学模型扩展到球面,提出基于编码运算的矢量线六边形全球离散格网表达方案。通过增加最优方向向量及利用编码运算代替向量平移的方法,较好地解决了由于球面格网单元变形造成的格网化结果严重偏离矢量线以及难以进行向量平移的问题。结合实际应用,讨论球面格网化结果与矢量线之间的偏移误差,提出通过限制格网层次控制偏移误差的方法。试验结果表明,该方案能够以250个单元/毫秒的平均效率生成整体效果良好且偏移误差符合精度要求的球面六边形格网化结果,满足实际应用需求。

关键词：全球离散格网系统矢量线格网化六边形弱对偶复进制数编码

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