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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

张胜茂  
【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Morton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。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。


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