正二十面体球面菱形格网剖分方法:降低几何变形

5 下载量 89 浏览量 更新于2024-09-08 收藏 523KB PDF 举报
"基于正二十面体的球面菱形离散格网剖分方法是由赵志鹏和周良辰提出的一种新型的全球空间数据建模技术。这种方法旨在解决基于正八面体的球面菱形离散格网在几何变形上的问题,以提供更精确的球面数据模型。" 全球离散格网系统在地理信息系统(GIS)中扮演着至关重要的角色,用于存储、处理和分析地球表面的数据。菱形格网因其结构简单、方向一致性等特点,成为理想的球面数据表示方式,特别适用于全球尺度的空间数据建模和分析。然而,传统的基于正八面体的球面菱形离散格网在转换到球面时,由于基础多面体与球体形状的差异,往往会导致显著的几何变形,影响数据的准确性和一致性。 赵志鹏和周良辰的研究则提出了基于正二十面体的球面菱形离散格网剖分方法。正二十面体有更均匀的面分布,可以更好地逼近球面,从而减少几何变形。他们首先建立了正二十面体与球面之间的对应关系,考虑到了地球的地理特征。然后,针对南北极的特殊性,设计了一种转换算法,将地理空间坐标转换为三维直角坐标,以适应球面菱形格网的层次递归剖分。这个过程确保了剖分出的格网点具有准确的地理空间坐标。 在实施剖分后,他们通过分析菱形格网单元的面积和长短轴比,对几何形变进行了深入研究,证明了新方法能有效减少形变,提高格网的几何特性。相比于基于正八面体的格网,基于正二十面体的球面菱形离散格网在总体几何特性上表现出明显优势。 该研究的关键创新点在于提出了新的剖分策略,解决了基于正八面体方法的局限性,为全球多尺度空间数据建模提供了更精确的工具。这不仅有助于提高地理信息系统中的数据质量,也有利于提升空间分析的精度,对环境监测、气候变化研究、地理信息可视化等多个领域都具有重要价值。