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目前地理信息系统面临着海量全球空间数据库、全球性问题研究以及位置相关信息社会化服务等方面的巨大挑战.传统的空间信息表达、组织、管理和发布方式基于地图,已不能适应这些领域的需求.探讨一个新的基于全球的、多分辨率的、支持尺度变换的、空间位置分布均匀的、融合了空间索引机制的、支持位置不确定性的、无缝的、开放的层次性空间表达方法已势在必行.层次性全球剖分格网模型(global grid)是最具潜力的一种方案.该文以此进行了如下工作:首先根据剖分几何均匀,边界光顺和坐标转换简单快速三原则设计了一种投影与剖分一体化的全球格网模型.其中,提出了一种新的球面三角投影-等角比例投影,该投影可支持多种柏拉图立体和两种几何模式,可以投影到任意形状的平面三角.该投影统一了Goodchild和Otoo投影方程,投影性质较好,多数大圆弧的投影近似直线,可用折线逼拟.该文推导了球面正二十面体的等角比例投影方程式,构建了球面三角区域四叉树剖分STQIE模型.该剖分模型几何性质相对均衡,坐标转换简单快速.基于Lee编码提出了L编码模型,实现了线状地物和面状地物L编码表示的有关算法,定义了空间操作基本集合.其次,基于STQIE剖分模型提出了信息基于空间位置组织、管理和发布的框架体系-地理格网(GeoGrid),提出了数字化空间对象和地理水印两个重要概念.其中地理水印是信息空间位置定量标准,是信息基于空间位置组织管理的基础.GeoGrid是一种三层体系结构.数据层是所有数字化空间对象的集合,包括地理框架数据、形式化数据以及空间实体等三种数据类型.中间服务层是信息基于位置组织和管理的核心,由分布式的注册与目录服务器以及区域管理中心组成.注册与目录服务器对应于STQIE剖分层次上的一个结点,管理落在相应范围里的数字空间对象的元数据.所有注册与目录服务器构成类似DNS域名系统的结构,只需要知道一个注册与目录服务器地址,可访问网络任何一个节点服务器.客户层包括一个二维/三维可视空间浏览器,它是一个基于空间位置的信息搜索接口,用户通过定义信息搜索模板及控制化身的位置来获得周围的信息.最后,实现了一个三维虚拟地球原型系统.利用两种全球高程数据构建了一个分布式的、多分辨的、海量的全球DEM数据库,每个数据库节点对应STQIE剖分层次一个结点.为解决海量数据存储与访问效率问题,设计了一种新的空间填充曲线L序.基于DCOM实现了注册服务和DEM数据服务器软件,所有数据库节点由注册服务器管理.三维地球浏览器采用了多线程、缓存和LOD技术,实现了数据挑选、分辨率计算等关键算法.该原型系统演示了信息基于位置组织、管理和发布的全过程.