全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，步骤1，生成以球面四元三角网的格点为基础的全球离散点云模型；步骤2，将全球离散点云进行编码；步骤3，将编码与地理坐标进行转换；步骤4，创建全球离散点云系统的邻近搜索规则；步骤5，生成全球离散格网一体化编码。本发明专利技术以格点为核心，引入全球离散点云系统，构建全球离散格网的通用生成方法，并为其互操作机制提供一种新思路。

【技术实现步骤摘要】
全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法
本专利技术涉及一种地球系统空间框架与坐标系统，尤其涉及一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法。
技术介绍
地球系统在物理上是多圈层的流形空间，在逻辑上是非线性复杂巨系统，广义的地理空间包含整个重力场。自古以来，人们对于地理空间的认知和描述都是通过投影在欧式平面上进行，欧氏几何成为人们认知空间的有力工具。不能否认，投影大大简化了空间计算，在传统地理科学和工程领域取得了巨大成功，地图成为人类文明的里程碑！但投影仅适用于小尺度空间，从全球和大尺度角度看，投影改变了地理空间的流形性质，给地理空间信息带来了三大问题：数据裂缝、空间分析不准确、数据集成与共享困难；尤其是时空大数据具有异源异构、大体量、多尺度、高维度、时空复合的特征，传统的地图模型已不能满足地理时空大数据的管理、建模与应用的需求。全球离散格网系统(DGGS)以其兼容、自动、高效的驱动机制成为数字地球平台空间数据模型的优选方案。DGGS是(椭)球体的一种可以无限细分，但又不改变形状的地球拟合格网。其规则的层次剖分结构，使不同剖分层次的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，生成以球面四元三角网的格点为基础的全球离散点云模型；/n步骤2，将全球离散点云进行编码；/n步骤3，将编码与地理坐标进行转换；/n步骤4，创建全球离散点云系统的邻近搜索规则；/n步骤5，生成全球离散格网一体化编码。/n

【技术特征摘要】
1.一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，生成以球面四元三角网的格点为基础的全球离散点云模型；
步骤2，将全球离散点云进行编码；
步骤3，将编码与地理坐标进行转换；
步骤4，创建全球离散点云系统的邻近搜索规则；
步骤5，生成全球离散格网一体化编码。


2.根据权利要求1所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于，所述步骤1具体为：
采用投影经线平分法或纬度平分法生成球面四元三角网的格点；格点与全球离散点云模型的关系。


3.根据权利要求2所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于：在使用经线平分法时，在三维欧式空间中平面α通过球面S的球心O，球面上的点N(0,0,R)为球极，且ON与平面α垂直，根据式1得出平面上的点A1(x1,y1,0)在球面x2+y2+u2＝R2上的A逆投影坐标：



式中，R＝6371393m，x、y、z分别为三维空间点的x轴、y轴、z轴坐标；
将该坐标求取倒数，以0°E/W、90°E、180°E/W、90°W经线投影线为基准，按照剖分层级进行递归取中点划分，依次连接各级同心圆，并对每个圆进行均分取点划分，如下式所示：
L＝2N+1(2)
P＝4M(3)
式中，L为同心圆个数，P为第M(0≤M≤L)圈层的点个数。


4.根据权利要求2所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于：在使用纬度平分法时，在球面纬度小圆弧上生成规则点云，依据剖分层级N按照二分纬度递归剖分形成2N+1+1小圆弧，各小圆弧上划分后点的个数：
P＝4M


5.根据权利要求1所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
采用圈层码L_A_N作为点云编码的核心，其中L指圈层，极点为0，赤道圈为2N，A指第S圈层从起点到终点依次为-2S+1——2S，N指剖分层次，并以正负号区分南北半球。


6.根据权利要求5所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特征在于：当采用经线平分法生成全球离散点云模型时，其与平面坐标的转换采用复数极坐标形式，公式如下：



式中，R为地球半径6371393m；L指圈层码；A指位置码；N指剖分层级。


7.根据权利要求5所述的一种全球离散点云系统驱动的空间格网通用构建方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金鑫，陈艺航，曹泽宁，秦子龙，石焱，程威强，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41