数字地球平台空间数据服务的研究与应用

摘要

由于人类活动对地球系统的影响迅速扩大，经济发展和人口膨胀带来的需求空前增长，造成全球变暖、臭氧层破坏、土地退化、物种灭绝、资源匮乏和自然灾害频繁等一系列重大全球性环境和灾害问题，这些危及人类生存的科学问题需要与之相应的现代地球科学研究方法来研究，从研究的空间位置上讲，已经跨越了区域、国界；从研究的方法上讲，需要多学科的交叉、融合，从技术层面上讲，需要一个新的“数字地球平台”，在这个平台上，各国科学家、多学科的科学家可以将各自的研究成果通过该平台进行可视化，再分析，从而对这些重大的问题产生新的科学认识。因此，数字地球平台(DEP，Digital Earth Platform)应运而生。 课题组在研究“数字中国”、“数字城市”、“数字旅游”的基础上，在多个项目支撑下，提出了网络环境下数字地球平台和G/S模式的新理论。G/S模式，即地学信息浏览器/空间信息服务器(Geo-Information Browser/Spatial InformationServer)模式。该模式是继目前网络软件结构C/S(客户端/服务器)和B/S(浏览器/服务器)之后的第三种模式。地学信息浏览器不仅支持目前的Web浏览器功能，还可以浏览各种空间信息，实现三维模型显示等功能，将是今后网络浏览器的重要发展方向。 空间数据服务体系以数字地球平台为基础，通过地学信息浏览器为人机交互界面，发布空间数据共享服务。对广义和狭义“数字地球平台”进行了阐述和区分，并对其中的相关理论、关键技术、框架体系、数据标准等进行了深入研究和分析，为将来深入研究数字地球平台打下结实的理论基础。按照数字地球平台中的理论要求，通过深入研究空间数据服务体系中的空间数据分层、分级、无缝连接和索引的建立以及空间数据交换标准KML的技术原理，设计了一种以地学信息浏览器为表现工具，利用多分辨率空间影像数据和矢量数据为基础，实现空间信息的表现、信息资源的整合、网络共享应用的空间服务体系，验证了所提出理论的正确性和可行性。最后，将这种服务体系成功运用到所设计的共享平台中，实现了空间数据的存储、发布、更新、组织和管理，在显示形式上打破了以往信息浏览共享中单一的文字、图片描述，利用遥感等空间信息技术和三维可视化技术，提供了一种全新的、互动式的资源和信息共享手段。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1课题来源

1.2选题的目的和意义

1.3国内外研究现状

1.3.1数字地球平台研究现状

1.3.2空间数据服务研究现状

1.4研究内容

1.5技术路线

1.6研究成果

1.7组织结构

第2章数字地球平台

2.1“数字地球”提出背景

2.2“数字地球”理论基础

2.2.1“数字地球”的含义

2.2.2数字地球系统基本框架

2.3“数字地球”关键技术

2.3.1地球信息获取技术

2.3.2地球信息的流通传输技术

2.3.3地球信息的处理和可视化技术

2.4数字地球平台

2.4.1数字地球平台的定义

2.4.2地学信息浏览器

2.4.3地学信息浏览器与Web浏览器对比

2.4.4数字地球平台核心技术

2.4.5数字地球平台中的服务

2.5本章小结

第3章空间数据服务体系

3.1数据

3.1.1空间数据

3.1.2属性数据

3.2空间数据库体系

3.2.1空间数据库概述

3.2.2空间数据的分类

3.2.3空间数据的分层

3.2.4空间数据的无缝连接

3.2.5空间数据库引擎

3.3空间数据交换标准KML

3.3.1 KML简介

3.3.2 KML技术原理

3.4空间数据索引技术

3.4.1四叉树索引

3.4.2 R树和R+树空间索引

3.5空间数据共享

3.5.1基本概念

3.5.2共享方法

3.6本章小结

第4章体系总体设计与实现

4.1总体架构

4.2体系功能设计与实现

4.2.1信息提供与用户管理

4.2.2数据存储与共享

4.2.3数据分类与查询

4.2.4信息互动浏览

结论

致谢

参考文献