[發明專利]一種大尺度日地空間的太陽風數據剖分、編碼及存取方法

有效

• 申請號: 201410225392.1
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103984748B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 胡雅斯;孟新;梁軍民
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司11318
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明涉及日地空間物理場海量數據的快速組織領域，具體涉及一種大尺度日地空間的太陽風數據剖分、編碼及存取方法。

背景技術

地理信息系統的發展，特別是數字地球技術的發展，使地球科學的研究有了強有力的數據組織和管理手段。而面對快速發展的空間科學，隨著空間探測數據的海量增長，如何對其太陽系內探測數據進行組織和管理，如何提高數據存取效率和數據的可視化效果，成為擺在空間科學家面前迫切需要解決的問題，具有重要理論研究意義和廣泛的應用前景。

由于目前尚未有實際探測的太陽風數據，則本發明采用的是我國空間天氣學國家重點實驗室SIGMA研究小組開發的太陽行星際守恒元解元(SIP-CESE)三維太陽風模型輸出的數據，為今后太陽風的實際探測數據的組織、管理、分析提供技術支持。

整個太陽系空間龐大無比，太陽風數據量大的驚人，為提高海量數據的檢索和存取速度，需要構建二維剖分模型，生成不同的分辨率等級的數據，從而提高整個太陽系球體空間的數據組織效率，從而達到對海量數據進行快速甚至實時渲染的目的。

目前，有三種典型的二維空間剖分模型，分別是經緯度剖分模型、正多面體剖分模型和Voronoi球面自適應格網模型。

要應用到太陽風的剖分中，可以排除多面體剖分模型和自適應格網模型，多面體模型的坐標計算相對比較復雜，組織形式與現有的測繪、遙感數據不同，集成起來困難，自適應剖分模型是單一比例尺的剖分，難以與多分辨率結合起來。

發明內容

本發明的目的在于，為克服上述問題，本發明提供一種大尺度日地空間的太陽風數據剖分、編碼及存取方法。

為實現上述目的，本發明提供一種大尺度日地空間的太陽風數據剖分、編碼及存取方法，所述方法包含：

步驟101)接收三維太陽風模型輸出的原始的太陽風數據；

步驟102)將黃道面或子午面用PDQG-R格網進行剖分，根據需求設置要剖分的LOD等級，從而自動構建相應分辨率等級的PDQG-R格網，其中所述PDQG-R格網為：當徑向剖分層次大于經向剖分層次時，在PDQG格網的基礎上繼續在徑向進行獨立細分；

步驟103)將PDQG-R格網進行編碼，即將每個剖分后的子網格給予唯一的標識，使得網格的坐標和編碼形成一一對應的關聯關系；

步驟104)計算每個PDQG-R網格的中心點對應的坐標位置，所述坐標位置表示為：(緯度、經度、半徑)；

步驟105)依據步驟104)計算得到的PDQG-R網格的中心點的坐標，將原始的太陽風數據放入PDQG-R格網中,當原始數據匹配到一個PDQG-R網格之后，則將原始的太陽風數據的屬性值賦給該網格中心點；

步驟106)

基于步驟103)的網格編碼檢索原始的太陽風數據，即查找該編碼對應的網格位置，并將該網格內放置的內容提取出來；用于多分辨率數據的可視化顯示，給出不同分辨率等級的數據的直觀顯示。

可選的，上述步驟102)進一步包含：

步驟102-1)將黃道面進行PDQG格網的剖分，具體步驟如下：

步驟102-1-1)將黃道面一分為四，每部分是經度范圍是0°～90°且半徑范圍約為1AU(日地平均距離)的四分之一圓面；

步驟102-1-2)用PDQG格網對每個四分圓面進行遞歸細分，第1次剖分，即取四分圓面上的三條邊的中點，得到3個新點；將四分圓兩腰上的2個新點連成一條緯線，再將該緯線的中點與另一新點連成一條徑線，形成1個新的子四分圓和2個子四邊形；

步驟102-1-3)第2次剖分，則是對第1次產生的兩種類型子網格的遞歸細分；對子三角形按第一次剖分的方法進行剖分即可，而對于子四邊形剖分，則可用四叉樹法取四條邊的中點得到4個新點，將兩腰上的中點和圓心用同心圓弧線連接，將兩緯線的中點直接連直線，則又得到4個新的子四邊形，進而就產生1個新的子三角形和10個四邊形，實現對四分圓面更高分辨率的細分；

步驟102-1-4)重復步驟102-1-3)，直到分辨率滿足設定的要求；

步驟102-1-5)當徑向分辨率大于經向分辨率時，即徑向剖分層次大于經向剖分層次時，在PDQG格網的基礎上繼續在徑向獨立細分，得到PDQG-R格網。

進一步可選的，上述步驟103)PDQG-R格網的具體編碼為：

步驟103-1)首先將一分為四的黃道面按照逆時針編號0、1、2、3，依次確定了每個四分圓面所在的象限；