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本论文研究所属领域-地球信息技术的前沿研究目前主要围绕“数字地球”而展开，其研究内容涉及多源、多比例尺空间数据的集成和融合、地球信息技术集成(3S集成)、三维及多维可视化数据模型的设计、显示与分析、分布式虚拟地理环境系统设计与开发、基于分布异构数据库的GIS的互操作、分布式空间数据库模型、地理元数据模型、大容量地球数据传输、地球信息分布式计算模型等方面。从地球信息技术的发展趋势来看，其研究方向已从传统的二维数据模型延伸到多维数据模型，研究范围也从局部范围扩展到全球范围；同时，寻求一种空间分布信息的共享与服务集成的机制，对于实现日趋分布、异构的空间信息的网络分发与共享，实现地球信息的分布式计算，都具有十分重要的意义。
本论文的研究目标是通过对空间数据中的栅格数据及其元数据的存储管理技术的研究，寻求一种面向地理实体、适用于第四代地理信息系统软件的栅格数据及元数据的存储模型，为实现局部乃至全球范围内的海量栅格数据的高效存储及信息可视化提供较好的解决方案；同时设计一种基于空间元数据的栅格信息共享及服务集成框架，并通过空间元数据的信息发布途径，实现栅格数据的分发与共享。论文围绕二维/三维栅格数据的存储模型、全球栅格数据的存储模型、栅格数据可视化技术、元数据的存储模型及更新机制、基于空间元数据的栅格信息集成与共享实现这五个方面，主要完成了如下的研究工作：
l、以地理信息系统中的栅格数据为研究对象，从数据组织原理、数据存储模型的设计、数据索引及调度机制、物理存储的实现等四个方面，详细地研究了二维栅格数据在地理数据库中存储、组织与管理机制；并对三维栅格数据存储模型的实现进行了研究，将二维栅格数据的层次组织形式推广到三维栅格数据的组织上。
2、围绕基于柏拉图立方体的全球离散网格模型展开研究，在对将QTM模型应用于全球栅格数据管理进行研究和实践的基础之上，针对既有DGG模型不能很好地兼容传统栅格分析方法的现状，提出了一种等面积四边形CAQ模型的栅格数据球面组织方法，详细论述了其数据组织原理，并使用全球数字高程模型数据加以验证。
3、针对以数字高程模型数据和遥感影像数据为代表的栅格可视化技术，围绕地形可视化过程中LOD模型的无缝拼接、多分辨纹理数据的组织和静态三维场景的高分辨输出这三个方面的问题展开研究，提出各自较为理想的解决方法；同时还对全球范围内地形数据的可视化技术所涉及的关键技术环节进行了研究。
4、针对地理数据库中地理实体和空间元数据的集成管理问题，提出了一种基于模式的空间元数据的层次组织存储模型，实现元数据的分层组织、统一管理；并设计了一种基于元关系的地理实体和元数据之间的有效关联、同步更新的途径。
5、围绕分布的栅格空间信息资源的整合、交换和共享问题，研究了空间数据的分布式管理方式，设计了一种基于空间元数据的栅格信息共享及服务集成的框架；并研究了空间元数据的发布技术，设计了一种集服务注册、信息检索、数据获取于一身的空间元数据发布架构，以期更好地服务于栅格信息的发布。
论文的研究是在广泛搜集与课题相关的地理信息系统、元数据、虚拟现实等学科与技术的国内外最新研究成果的前提下，从中消化、提炼各种先进的思想加以融合，并在设计过程中充分考虑同类软件中存在的问题，并将论文研究成果应用于国产地理信息软件平台的建设作为最终的研究目的。