大型GIS与数字地球的空间数学基础研究.pdfVIP

文章编号： （ ） 文献标识码： !#$% ! ’#()#* + 大型,-. 与数字地球的空间数学基础研究 ! ! ! ! 胡 鹏 吴艳兰 杨传勇 李国建 （ 武汉大学资源与环境科学学院，武汉市珞喻路 号， ） ! !( ’/*( 摘 要：将地图投影概念由传统的曲面到平面的变换扩展为曲面到曲面的变换，并提出一套适合于大型,-. 和地球数字产品的实用“地图投影”模型。该模型的视图采用等距离切圆柱投影，度量空间是椭球面几何系 统，符合计算机环境下 视图与度量空间分离的特性。鉴于全球多分辨率连续可视化，精密可视化量算、三 ,-. 维、多维地球数据统一，标准的空间定位框架和只有在统一的空间系统内，全球资源、生态环境数据才能进行 精确的地理分析等’ 个方面的需要，从地图投影发展到本模型将是方向和技术趋势。 关键词：数字地球；大比例尺,-.；地图投影；空间数学基础 中图法分类号： ； 01 2 ! 01 大型 和空间数据产品在理论上和实践上 球曲面上的要素而进行的两个二维场间的拓扑变 ,-. 都遇到了空间数学基础问题，这也是整个地球空 换。具体地图投影类型的选择通常要综合考虑地 间信息科学发展中的基础问题。目前该问题已引 图投影三要素：地图用途、比例尺和区域的位置、 起国际学术机构和著名学者的高度重视。全球空 形状及大小。可以说，地图投影是地图的空间数 间数据基础设施（ ）委员会及技术工作组主席 学基础。 ,.3- 04546 7899:; 和38= ?4@465 在 !((( 年北京“数字 ,-. 起源于地图学，地图是 ,-. 主要的数据 地球”国际会议报告中提出，技术组将采用地理坐 来源，当前几乎所有的,-. 都沿用地图投影的概 标作为空间参考体的单一标准，以被各国用作标 念，采用各自定义的地图投影作为自己的空间数 准或在过渡期与各国标准相关联，以支持数字地 学基础。在这种情况下，一般 ,-. 均使用或主要 ［］ 球的需要 ! 。大地测量学家陈俊勇院士也提出， 使用单分辨率的基础信息，其他信息需先转化为 大地测量由过去二维的平面系统转变，并创建以 该分辨率投影数据后再纳入系统。小比例尺,-. -ABC 为基础的我国高精度、动态的三维坐标框 使用小比例尺投影，大比例尺 ,-. 选择大比例尺 ［］ 架 。 投影。前者数学基础变形严重，转换集成数据精 受传统地图空间数学基础理论和方法的影 度差，度量系统精度不可靠，分析困难甚至无法进 响，目前几乎所有的,-. 均沿用地图投影作为自 行；而大比例尺,-. 只能小区域使用，用于大区域 己参考系的空间数学基础，这在特定用途、局部范 将产生图形不连续、空间数据无法进行全局统一 围内是可行的。但随着“数字地球”的提出， 分析等操作。 ,-. 数据区域从局部向大区域甚至全球范围发展，但 大型,-. 以一定规模的区域或整个地球作为 ,-. 的空间数学基础却没有得到相应的变化和发 对象，地图投影的三要素已经很难限定，地图数据 展，不能满足数字地球连续多分辨率和全面