顾及多类型数据无缝融合的全球离散格网自适应建模

在现代对地观测技术和全球应用的双重驱动下，全球离散格网从传统的空间数据索引、地图定位框架与地理现象表达，开始向多源空间数据融合、地理综合分析、公共地理服务等新功能进行全方位地拓展。因此，构建一种适用多类型数据无缝融合的全球格网模型已成为国际GIS学术界一个新的研究热点。本项目针对这一国际学术前沿和实际应用需求，以全球退化四叉树（DQT）离散格网为框架基础，对多类型数据融合建模的若干基本理论和关键技术进行研究，内容包括：基于全球DQT格网的多类型数据统一表达模式及无缝融合框架、多类型数据LOD同步建模及高效自适应融合算法、DQT格网变形分布及融合精度评价；并用全球和我国部分地区多分辨率地形、影像和矢量地图数据，设计和开发相应的实验。有望为大范围（或全球）环境变化监测、灾害应急决策、大型工程设计、国防安全和国家公共地理信息服务等的综合分析与科学决策，提供一个多源数据无缝整合的新模式。

在现代对地观测技术和全球应用的双重驱动下，全球离散格网从传统的空间数据索引、地图定位框架与地理现象表达，开始向多源空间数据融合、地理综合分析、公共地理服务等新功能进行全方位地拓展。因此，构建一种适用多类型数据无缝融合的全球格网框架模型已成为国际GIS学术界一个新的研究热点。本项目针对这一国际学术前沿和应用需求，以全球退化四叉树（DQT）离散格网为框架基础，对多类型数据融合建模的若干基本理论和关键技术进行研究，主要成果包括：①在全球退化四叉树格网框架下，设计了矢量点在多尺度DQT格网的自适应“漂移”准则，开发了一套实时的矢量线与DEM格网的自适应融合算法，为全球多源数据的自适应融合提供了基础；②通过引入了一个“弯曲调节指数”改进了传统3D_DP算法，提出了一种空间三维河网要素与DEM同步综合的新方法，构建了一个多类型空间数据的同步LOD模型；③首次构造了一种球面三角格网的模糊相似度评价指标，给出了格网单元变形在全球区域的位置分布规律，并提出了一种“纬线环法”的近似等面积剖分模型，有效减小和控制了格网变形积累及分布规律； ④设计并实现了基于全球离散格网的球面Voronoi图高精度生成算法，并从硬件、尺度及算法等多方面进行效率优化，首次解决了传统栅格算法存在的2个缺陷；⑤引入Morse理论，构建了基于地形拓扑的海量地形数据自适应约束及简化模型，从地表结构线层次变化的角度实现DEM的高效简化和多尺度构建。应用全球和我国部分地区多分辨率地形、影像和矢量地图数据，开发完成了相应的实验系统。通过总结和整理相关成果，已发表核心刊物论文19篇[EI收录9篇]、国际会议论文6篇[EI、ISTP收录5篇]、另有6篇被武大学报[5篇]和测绘学报[1篇]录用、2篇投国际期刊[Geoscience & Computer; I.J.of Digital Earth]（在审）；并开始撰写专著2部（预计分别于明年6月、12月完成）；申请发明专利2项；培养博士生6名、硕士生8名。该成果可为大范围（或全球）环境变化监测、灾害应急决策、大型工程设计、国防安全和国家公共地理信息服务等的综合分析与科学决策，提供一个多源数据无缝整合的新模式。