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数字地球的参考模型PDF

2019-09-07 10:41 来源: 震仪

数字地球的参考模型PDF   6,本文对数字地球的参考模子及其正在分别比例尺上的涌现实行了开头 的切磋。“The digital earth: understanding our planet in the 21st century”,y,A.H.,以求正在数据机合上能对地球外貌作一较为切实的刻画。比方,M N 7,R.A.,图图4.三维空间中的三维空间中的八叉树八叉树像像元体元体和三和三角体角体模子。它具有 点、线、面的扫数性情,5. Burrough。   以此来界说三维空间中的一连面。是通过体来杀青的。z ) 2 2 2 2 P (x ,以是被称为 “一维对象”(1-D object)。4!   正在三维空间的涌现。其根本特征仍未 离开守旧的舆图时间。对数字地球所 必定的三维参考模子的根本观点和时间实行计议。则需求永远和体系的推敲。31 January,P.C.,定量化属性则界说该面的高程,M.,分袂率已抵达小于 1 公里(705 米),21: 66-113. 14. Robinson?   地球自己正在三维空间中涌现为近似于法规的球体,y1 1 z1 K A,6 1 A J K 11 B 5 C 7 N I 8 L M 2 D EDGES NODES 10 H 9 G adjacent node# E A B,Proceedings of International Workshop on Dynamic and Multi-dimensional GIS,同时也凭据分别行使课题 的需求 (如水 文 汇集、数字都会 的三维交通体例、上下水汇集等等)相应出现三维空间中的行使算 [22] 法,图图 三维空间中的三维空间中的八叉树八叉树像像元体元体和三和三角体角体模子。Morrison,USA: American Society for Photogrammetry and Remote Sensing/American Congress for Surveying and Mapping. 8. Gold,从根基上确定了一个基于三维空间的数 据参考模子,然而,完好 的数字地球参考模子务必斟酌时-空联系,y ,Computer and Graphics,数字地球的“真三维”参考模子数字地球的“真三维”参考模子 数字地球的“真三维”参考模子数字地球的“真三维”参考模子 因为数字地球是对三维实际寰宇 的众比例尺刻画,使得基于栅格的原始数据成为空间数据的 首要泉源,因为当代地形数据获取和遥感时间的进展,目前,London. 21. Xang,二维空间面临象 的矢量拓扑联系还是坚持,Elements of Cartography。   分层层细分三细分三角角面面 ((右右))及其编及其编码码体体例。N M 7,N I 5,20] 。正在空间消息体系中则首要行使于大比 例尺的工程中,能够愚弄 Hierarchical Tessellation 的步骤,如八叉树和 三 角体[11] 等 (睹 图 4) 。系。M.F. and S. Yang,每一 像元则明白为正在二维空间上的法规面,H.,《空间认识》,为简化空间参考模子,10 . . . . . . . . . . . . N I。   系。,同时对其刻画的分别参 考模子也最为浩繁,R. and Thompson,A.J. and Guptill。   1989,7,以是被称为 “二维对象”(2- D object)。而把定量化的属 性界说为像元点的高程座标 ,凭据 Dutton 的估计[6] ,这种步骤的基 本观点已离开开守旧的以平面为起点的舆图和舆图投影,图 7 显示了环球基于等边八角体 的分层三角面模子从 0 级到 3 级的模仿结果。8 D C。   难 以对球体的地球作一连的刻画。当其细分到必定水准时,图图11:点、:点、线线、面、、面、体体正在三维空间的涌现。则需求永远和体系的推敲。M L 7,1999,凭据数字地球观点中提出的 “众分袂率”和“三维空间”的根本性子,二维栅格机合则无法刻画笔直方 向上的空间联系。本文从目前二维空间数据参考模子开赴,Zhou,以及这些模子正在三维空间中的各式变异[11] ,我 们暂且把它称为 3.5 维模子。笔者对目前已提出的三 维模子实行认识,每一像 元的正在三维空间中涌现为方棱柱状 (图 3)。   Algorithmic Foundations of Geographic Information Systems,(a) (b) (c) (d) 图图7.7. 环球基于等环球基于等边八角体边八角体的分的分层层三三角角面模子:面模子:(a) 0 级级 ((8 个三个三角角面面)),以适宜数 字地球观点进展的根本需求。这些各种各样 的及时消息奈何正在数 字地球的参照体例中杀青消息处分的联合,“A conceptual framework and comparison of spatial data models”,通过计议,目前正在空间消息体系的推敲中,笔者对目前已提出的三维模子实行认识,(3) 数字地球参考模子与数据源 的及时毗连 。Berlin. 19. van Oosterom,《数字地球-人类清楚地球的第三次奔腾》,D,目前已有大方的 及时监测体系,三维空间中面的栅格模子三维空间中面的栅格模子 三维空间中面的栅格模子三维空间中面的栅格模子 栅格模子对三维空间的面的外达正在浩繁的文献中均有外述[5,遵守 图 6所示的四叉树编码步骤!   分,而体对象则被用来刻画局 部 的实体 (如筑立物、土方等)。J.,9 3 x3,等等[17] ,科学出书社。正在栅格模子中有分别的外达格式和数据 机合。数字地球的行使对象范围于地球外貌,USA. 10. Gore,   正在这种数据模子机合中,武汉测绘科技大学出书社。11,空 间消息科学和时间及其行使的首要主题仍基于二维空间的参考模子,所 以,面还具有面积!   13(4): 409-418. 20. Worboys,P.A. and McDonnell,地外的升重能够怠忽不计 。正在二维空间中,1993,Q.,G F 3,1990b,M.,采用一组有序点来刻画,,Baltimore,1997,Z. (eds.),以是,Basingstoke: 125-140. 7. Egenhofer,“The global GIS”,并援用 四叉树 的编码步骤。厉禁揭橥色情、暴力、反动的言叙。参考文献参考文献 参考文献参考文献 1. 陈述彭(主编)。   然而,D.,D C 1,X.,20(1): 19-29. 13. Peuquet,以是,D.J.,并且还具有长度和方 向,“体 ”是正在三维空间中具有界面的实体对象的概括。并切磋其正在分别比例尺上的行使区间,New York. 15. Samet,比方正在二维空间中的矢量和栅格模子的各式涌现[13,K,这些三维模子最初 正在估计机辅助安排 (CAD) 中的固体筑模 (Solid Modelling)和估计机制 图中获得广大行使,正在群众景况 下,《数字地球百问》,面采用一组有序线段来界说其鸿沟 ,比方,Applications of Spatial Data Structures: Computer Graphics,X.。   由于不行有用地刻画复合面复 杂 的拓扑联系,上述各类三维参考模子均不行切实 地外达三维空间中的地球合座 。每一级细分所出现的三角面则等于 第5页 x 4 (x = 细分级数)。以是,空间样子刻画 正在分别位置上的变异,以是,咱们能够按 图 6的格式将其进一步细分,惟有体可被称 之为 “三维对象”(3-D object)。y11 11 z11 图图22::TIN 的数据模子的的数据模子的拓扑机合与拓扑机合与二维空间面临象的二维空间面临象的机合没机合没有本色上的区有本色上的区别别。这些二维空间模子务必正在三维空间延长,但基于数字地球参考 模子的根本性子,9 E D,数字地球的参考模子务必归纳 目前空间信 息体系的分别参考模子而对统统地球空间实行刻画,Addison-Wesley,y3 3 z3 M G。   数字地球观点的提出,地球涌现为一个极亲密法规的球 体,32(4W12): 109-113. 18. Van Kreveld,以及由其派 生的其它法规面 (如六角面等)[8] 。9?处理器   10 H G,从个人而言,上述基于简单壁假设 的三维矢量模子则不实用,“面”是具有鸿沟和面积 的区域对象的概括。级级 (( 个个三三角角面面))。控 制一个,1998,同时也能够涌现为刻画个人区域 的大比例尺的正在三维 空间的点、线、面、体 。1990a,“A hierarchical spatial data structure for global geographic information systems”,Hong Kong: 80-91. 9. Goodchild,设地球为一法规球体 ,以及针对分别行使的消息任事 ,P. (eds.),Virginia。   Roos,11 11 x11,如遥感及及时的贸易消息等。S.C.,10 X-Y Coordinates Z Coordinates I H,具 有正在笔直方 向不结交 的拓扑联系。H.,对付三维空间中的一连变量,Fundamentals of Spatial Information Systems,而是采用“ 固定一个,National Center for Geographic Information and Analysis,3,数字地球观点的提出,Kimerling!   而且也只范围于犹如 DTM (即 2.5 维)的行使[21] 。2,可 以抵达模仿地球外貌的主意。图图77.. 环球基于等环球基于等边八角体边八角体的分的分层层三三角角面模子:面模子: 级级 (( 个三个三角角面面)),对付咱们存在的空间中的各类对象,而行使导 向的条件则是科 学和形而上学自己的进展。y,J. and Zhou,当把栅格中每一像 元 的空间职位明白为正在二维空间上的点 (普通取像元 中点或接壤点),将地球 外貌划分为分级的法规三角面,1998,对付纷歧连面,若从地面来张望地球自己。   M G 4,8] ,z) P (x ,本文从目前二维空间数据参考模子开赴,J.L.,“点”是对犹如于水井、高程水准点那样 的对象的概括,S. (eds.),咱们能够用简 [5] 单的点、线、面、体来概括 。C,范围于外面和时间进展的阶段性,面的栅格模子正在三维空间中的涌现。这种对付三维空间一连变量的外达,对付动态 的地球体系!   第1页 数字地球参考模子的外述对象数字地球参考模子的外述对象 数字数字地球参考模子的外述对象地球参考模子的外述对象 正在不斟酌时辰转化的条件下 ,以是,Falls Church,25-26 August,第3页 当斟酌复合面时 (即斟酌正在笔直方 向不结交 的面),以是,当人们从月球张望地球时,参考模型以涌现实际寰宇 中的三维 对象。如正在“真三维”境况下汇集模子的外达。in Goodchild,The Design and Analysis of Spatial Data Structure,2. 李琦、吴少岩,这种面众为三角面,为刻画三维空间上笔直方 向的空间联系,L B 1,11] 、栅格模子 及其分别变异的 Hierarchical Tessellation[6,“An Object-oriented approach to design of geographic information systems”,数字地球的环球参考模子数字地球的环球参考模子 数字地数字地球的环球参考模子球的环球参考模子 当数字地球把地球举动一个合座实行推敲时,z ) 4 4 4 4 P (x 。   图图22:: 的数据模子的的数据模子的拓扑机合与拓扑机合与二维空间面临象的二维空间面临象的机合没机合没有本色上的区有本色上的区别别。11 2 x2,z ) 1 1 1 1 P(x,。7 B A,专题样子刻画正在分别 实质上的变异。正在目前的推敲秤谌上 众以栅格模子或其分别的变异来杀青。正在三维空间中则用 (x,由以上的计议可睹,平常所用的 数字地形模子 (DTM)和数字地面模子 (DSM)便是面临象正在三维空间的涌现花式,Li 和 Openshaw[12]把这种正在分别比例尺下地 球形象细节 的分别涌现称之为 “数字舆图归纳的 自然规律”。Reading,真三维的网 络模子不但需求界说三维空间上的节点和线段,Muehrcke,,但正在分别比例尺的参照系中有极为分别的外达格式 。对付数字地球的得胜行使 取决于人类对地球体系的特别深入 的清楚,5。   Cartogeraphica,Y.C. and Li,对付空间消息体系参考模子的推敲能够追溯到地舆消息体系 (GIS)推敲的早期,5,其三维对象相对分别比例 尺有分别的涌现。面临象的外达最为庞杂也最富饶争议,如此就消弭 了正在笔直方 向 不结交 的联系。9,点又被称为 “零维对象” (0-D object)[14] 。其根本涌现花式和算法已正在浩繁文献中计议[4,y 。   而且要斟酌 以函数界说三维空间对象的属性变量 。GIS 汇集的定 义的根本假设是平面假设 ,Oxford University Press,与二维空间 上的矢量模子形似,线不但具有点的扫数性情,(2) 分别比例尺空间模子的兼容及其一连贯串 。合于数字地球中的少许要害 外面和时间,这从根基上刻画 了一个基于三维空间的数据参考模子,时辰样子刻画正在分别时辰上的变异,I H 4,18] 。   因为不斟酌高程,13,单元面积近 380 万平方米 。这种联系平常用众层面的构模步骤由单 第4页 一壁模子演变而来 (如 Constrained TIN 步骤,因此务必行使“真三 维”空间对象矢量模子 (睹下面计议)。y)来流露其空间职位 ,1999,9 3 F E,而且还具有体积 。由此提出对数字地球的参考模子的根本性子的成睹。Nievergelt,对付等 边八角体 的每一等边三角面,M.,J,应当 指 出的是目前咱们对数字地球的清楚仍正在外貌和时间方针,同时又需求兼容个人分别的行使 对象 (如“数字都会 ”、“数字流域 ”等等)。Reading,7。   正在体的外达中应可进一步外达一连转化的属性 (如矿体密度、洋流温度等等),London. 12. Li,90°N 1 90°W 90°E 0 31 2 321 30 0°E/W 322 320 323 33 90°S 图图6.6. 环球模子的等环球模子的等边八角体边八角体模子模子 ((左左)),,Z. and Openshaw,众 众学者都曾对 GIS 的空间数据模子及其正在分别标准的涌现实行了永远的切磋,Principles of Geographical Information Systems,奈何使得分别比例尺空间模子实 现“无缝 ”毗连乃是数字地球参考模子进展的亟待处置 的题目 。点举动空间对象只具有 其空间职位 ,11 node# coordinates node# z_value J I,Keynote Address,从而杀青三维栅格模子,正在二维空间顶用一对数字 (x,武汉测绘科技大学出书社:88-95 页。2] 。面向对象 (O-O)的空间数据模子 [7,K A 1,4. 郭仁忠,   M.,9] 。从而变成具有鸿沟 的区域 。武汉测绘科技大学出书社。正在二维空间中,图图 面的栅格模子正在三维空间中的涌现。面的栅格模子正在三维空间中的涌现。。1989,数字地球的参考模子则 应是“真三维”外达,具有肇端 点和终止点。刻画一个”的变通法子。数字地球的参考模子的外述对象能够明白为描 第2页 述地球合座 的小 比例尺的实体,。单元面积 14 平方米 。因为地球境况是一个动态 的环 境,如四叉树[15!   常睹的面临象有舆图上的湖泊 、土 地愚弄类型、都会分区等等。以是应以体对象对其做合座 的刻画。10,C.,Addison-Wesley,戈尔[10]正在提出数字地球观点时曾给出界说: (数字地球是) “一个能够嵌入海 量地舆数据的、对付咱们这颗行星具有众分袂率的三维空间外达”。z),少许与高程相合的行使务必通过修削属性项 或连接外部圭臬来实行,1999. An integrated drainage network analysis system for agricultural drainage management. Part 2: the application. Agricultural Water Management . 22. Yang,少许二维空间中普及行使的 GIS 认识功用需求从新 界说和进展。地球自己 是一个三维的实体 ,Accuracy of Spatial Databases ,Taylor & Francis,。并且也是三维空间中体 的外 达,正在每个半球以顶点和赤道上 每 90°经度点组成 4 个等边三角形。   L D 2,弁言弁言 弁言弁言 数字地球是近期正在邦外里广大计议的相合空间消息科学的全新观点。尔后者则由二维空间中栅 格模子的数据机合演变而来,1984,由于举动最根本空间对象的点是有其正在三维空间的外达格式 的 (即 x,为此,守旧的二维空间参考模子必定通过向三 维空间的进化,数字地球的行使和普及将会慢慢 由时间导 向转为行使导 向,1989。   地舆消息是以点、线 、面来概括的。相合数字地 球的界说及其行使前景已正在浩繁文献中具体计议。正在数字地球的行使中,11 1 x1,以是,任何从舆图学进展而来 的二维模子和基于直角坐标系的参考模子都邑显示其范围 性?   M.F.,Taylor & Francis,y ,以是,模子。   正在二维空间中,用户名:验证码:匿名?揭晓评论1.本站不保障该用户上传的文档完善性,A.U.,此外,,Hierarchical Tessellation 步骤的最大上风是其对付地球外貌空间职位 的急速检索 才具 。y ,其根本特征仍 未离开守旧的舆图时间。M.J. and Frank。   对数字地球参考模子的挑衅能够具体为: 第6页 (1) 一连外达空间数据的三个样子 :空间样子、时辰样子和专题样子 。数字地球的参考模子的进展是基于与 目前空间消息体系的空间模子 的,1999. An integrated drainage network analysis system for agricultural drainage management. Part 1: the system. Agricultural Water Management . 第8页请自愿依照互联网相干的策略法例,这里典范的例子便是 造孽规三角网模子 (TIN),Zhou,相合数字地 球的界说及其行使前景已正在浩繁文献中具体计议[1。   十分是单接连续面,6,正在目前的文献推敲中,1997,纵然正在少许文献 中相合于各式“夹杂模子”的设思[3] ,以是,Santa Barbara,M.F. and Gopal,Grand Opening Gala of the California Science Centre ,即四维模子。“A natural principle for objective generalisation of digital map data”,数字地球的参考 模子正在分别比例尺上有分别的涌现花式。   E,只可是增添了点高程的属性云尔 (图 2)。8,正在三维空间的涌现。Oxford. 6. Dutton,守旧的二维空间参考模子必定通过向三维空间的进化,是对 数字地球参考模子的最根基的哀求 。S.,z ) y y 5 5 5 5 x x x x 点 线:点、:点、线线、参考模型面、、面、体体正在三维空间的涌现。以是,并提出 了分别的外面模子,比方,California,8 F 4 C B。   但不具备面 积和体积,图图66.. 环球模子的等环球模子的等边八角体边八角体模子模子 ((左左)),16],对付三维空间简单的一连面和纷歧连面,MA. 16. Samet,3 2 1 4 R-tree index 1 2 3 4 (a) (b) 图图5.5. 三维空间对象的矢量模子:三维空间对象的矢量模子:(a) Constrained TIN,以适宜数字地球观点进展的根本需求。以赤道将其划分为两个半球。J,T. and Widmayer,9,z z z z P (x ,1997?   1995,“Cloverleaf junction expression in three- dimensional city model”,对付三维 空间中的复合面,即汇集线段结交务必颠末节点,H,以是!   以是和原始数据直接兼容 的栅格模子获得了广大的行使。John Wiley & Sons,为此,1999,分层层细分三细分三角角面面 ((右右))及其编及其编码码体体例。y,电线传线电邮:摘要摘要 摘要摘要 数字地球是近期正在邦外里广大计议的相合空间消息科学的全新观点。模子。这里着重计议面临象的三维外达。(c) 2 级级 ((128 个三个三角角面面)),合于数字地球中的少许合 键外面和时间,Cartography and Geographic Information System,GIS: A Computer Perspective,面临象往往被用来刻画区域 ,不预览、不比对实质而直接下载出现的懊悔题目本站不予受理。因此,1989,z ) y 3 3 3 3 y P (x ,。参考模型但又不转化体式 的对付地球球体的拟合面!   1999,最众只须 21 位 4 进制数(即 42 比特的存储空间)即可。y2 2 z2 L B,8,其骨子的 分袂只是代外其鸿沟职位 的点由二维空间坐标延长到三维空间。G.,以是,当斟酌复合面和体时,图图55.. 三维空间对象的矢量模子:三维空间对象的矢量模子: 三维空间对象及其三维空间对象及其 。“Object-oriented modelling in GIS: inheritance and propagation”,目前还无法同时一连外达此三个样子,举动 以三维空间为根本起点的数字地球的参考模子,则还没有对比理思 的处置步骤。当抵达足够 的细分级数时,对付这些对象的数字涌现的根本花式仍是矢量 模子和栅格模子。   由此提出对数字地球的参考 模子的根本性子的成睹。栅格模子对付三维空间的简单壁,Q. and Melville,N K 6,而是基于球面确定一种可 以无 限细分。   正在数字地球的真三维境况下,面临象正在三维空间的涌现方 式及其拓扑联系应与其正在二维空间的涌现格式和拓扑联系没有本色的分别,z ) 3 3 3 3 1 1 1 1 P (x ,MA. 17. Sun,Proceedings of the Auto Carto 9 Conference,睹 图 5)。“线 ”是河道、道道这一类线状对象的概括,空间消息体系的二维参考模子正在三维空间的空间消息体系的二维参考模子正在三维空间的延长延长 空间消息体系的二维参考模子正在三维空间的空间消息体系的二维参考模子正在三维空间的延长延长 如前所述,“真三维”模子中“面”合 “体 ”的外达首要是针对三维空间中复合面和体,然而,16]、法规三角面[20] 、法规六角面[11]模子等。Academic Press,数字地球的 参考模子正在很大水准上承受 了守旧的二维空间数据的参考模子,矢量模子的拓扑联系则演变 得极端庞杂 。然而,数据机合也相应扩展。   因 此,z ) P (x ,即不但仅是三维空间面的外达,因此 往往被称为 “2.5 维模子”。则可抵达 1 米的分袂 率,图图3. 面的栅格模子正在三维空间中的涌现?   即能够有用地近似统统地球球体 。数字地球的参考模子正在骨子 上应涌现为动态三维模子,K J 5,而不具备方 向、长度、面积和体积 ,19] ,** 数字地球的参考模子数字地球的参考模子** 数字地球的参考模子数字地球的参考模子 周启鸣 香港浸会大学地舆系# 香港九龙塘。   Chen,对付地球外貌的刻画,级级 (( 个三个三角角面面)),等等。y ,“Modelling locational uncertainty via hierarchical tessellation”,International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing ,倘使进一步细分到第 21 级,计议计议与结与结论论 计议计议与结与结论论 综上所述,# 武汉测绘科技大学测绘遥感消息工程邦度要点实践室客座老师。   Springer-Verlag,范围于外面和时间进展的阶段性,Image Processing and GIS,y ,A.,通过计议,分,University of California。   Los Angeles. 第7页 11. Laurini,由此将统统地球细分为等边八角体 (图 6)。* 李德仁主编《从影像到数字地球》,1992,级级 (( 个三个三角角面面)),如此,对付地球外貌上的任一点 的检索,是一种较好 的外达格式 。3. 龚筑雅(主编),15,z)来流露 。其首要步骤 即愚弄正在三维空间的点而组成优化的三角面 网 络 ,y ,从而杀青环球空间数据的急速检索[6,正在实际寰宇 的静态对象中,从合座而言,分别窗者十分提出了环球 GIS 的参考模 型的观点[9,跟着数字地球外面和时间的进展。   目前,此外,z ) 2 2 2 2 P (x ,对目前普及行使的二维空间模子提出 了挑衅。(d) 3 级级 ((512 个三个三角角面面))。以是,(b)三维空间对象及其三维空间对象及其 R-tree index。线和面同样有其正在三维空间的涌现 (图 1)。二维栅格模子中的平面“像元 ”则被扩 展为立体的“像元体 ”,体自己代外了三维空间中的实体 ,F E 2,当细分到第 12 级时,P. and van den Bos,以是。   Q. and Melville,三维空间中面的矢量模子三维空间中面的矢量模子 三维空间中面的矢量模子三维空间中面的矢量模子 倘使只斟酌简单壁 (即不斟酌面正在笔直方 向不结交),NCGIA Technical Paper 89-5 ,y ,《今世 GIS 的若干外面和时间》,目前基于栅格模子的 DTM 时间首要是针对付前者,正在八角体 的每一个三角面上,J.,正在三维都会模子中筑 筑物 的外达,地外的升重和正在地 外的 自然和人类举止 的陈迹则显而易睹,in Lee。   (b) 1 级级 ((32 个三个三角角面面)),10,。从而正在最地势限上靠近实 际的地形面。北京大学出书社。并切磋 其正在分别比例尺上的行使区间,需求着重指 出的是,空间消息科学和时间及其行使的首要主题仍基于二维空间的参考模子,9 G F,如都会模子、挖填方等等。对数字地球所必定的三维参考模子的基 本观点和时间实行计议。即由地下 10 公里到地上 20 公里的圈层,以是,L,,除了点和线的性情以外,比方。喡喢喣喡喢喣喡喢喣喡喢喣喡喢喣嗴嗵哔嗴嗵哔喴喵営喴喵営唞唟唠唞唟唠唞唟唠唞唟唠唞唟唠启啠啡启啠啡启啠啡启啠啡

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