[发明专利]一种大尺度日地空间太阳风数据的剖分、编码及存取方法

说明书

技术领域

本发明涉及日地空间物理场海量数据的快速组织领域，即本发明提供一种大尺度日地空间的太阳风数据剖分、编码及存取方法。

背景技术

地理信息系统的发展，特别是数字地球技术的发展，使地球科学的研究有了强有力的数据组织和管理手段。而面对快速发展的空间科学，随着空间探测数据的海量增长，如何对其太阳系内探测数据进行组织和管理，如何提高数据存取效率和数据的可视化效果，成为摆在空间科学家面前迫切需要解决的问题，具有重要理论研究意义和广泛的应用前景。

由于目前尚未有实际探测的太阳风数据，则本文采用的是我国空间天气学国家重点实验室研发的三维太阳风模型输出的数据，为今后太阳风的实际探测数据的组织、管理、分析提供技术支持。

整个太阳系空间庞大无比，太阳风数据量大的惊人，为提高海量数据的检索和存取速度，需要构建三维剖分模型，生成不同的分辨率等级的数据，从而提高整个太阳系球体空间的数据组织效率，从而达到对海量数据进行快速甚至实时渲染的目的。

目前，立体剖分网格的研究大都是基于地球空间的剖分，为了处理海量地学数据，学者们将整个地球实体划分格网，国外学者先后提出了Yin-Yang格网、Stemmer立体格网、Ballard格网分层结构、Stadler立体格网等。另外还有QuaPA、球体退化八叉树格网SDOG(Sphere Degenerated-Octree Grid)、适应性SDOG格网。正多面体剖分模型有基于四面体和六面体的，且运算量大，通用性不强。

根据数据特点分析，数据经度和纬度上剖分层次接近，半径上相差大，适应性SDOG-R模型，该模型是在SDOG格网的基础上，沿着径向递归地进行二分细分，直至格网的径向分辨率满足要求为止。该模型既继承了球面退化四叉树的优点，又解决了球心处格网过密的问题，由于在半径上可继续进行独立剖分，还能满足径向分辨率大于球面分辨率的需求。

发明内容

本发明的目的在于，为克服上述问题，本发明提供一种大尺度日地空间的太阳风数据组织方法，包括数据剖分、编码及存取方法。

为实现上述方法，本发明提供一种大尺度日地空间的太阳风数据剖分、编码及存取方法，所述方法包含：

步骤101)接收三维太阳风模型输出的原始的太阳风数据；

步骤102)将日地空间用SDOG-R格网进行划分，根据需求设置要剖分的LOD等级，从而自动构建相应分辨率等级的SDOG-R格网；其中，所述SDOG-R格网为：径向细分的球体退化八叉树格网；

步骤103)将SDOG-R格网进行编码，所述编码方式为：将每个剖分后的子网格给予唯一的标识，使得网格的坐标和赋予的唯一的标识形成一一对应的关联关系；

步骤104)计算每个SDOG-R网格的中心点对应的坐标位置，所述的位置的坐标表示为：(纬度、经度、半径)；

步骤105)将原始的太阳风数据放入SDOG-R格网中，即对原始的太阳风数据中每一个数据的坐标和SDOG-R格网的中心坐标对比，从而将原始的太阳风数据放入离自己最近的格网中；

步骤106)

基于步骤103)的格网编码即SDOG-R格网编码检索原始的太阳风数据，即解码同时查找该编码对应的网格位置，并将该网格放置的内容提取出来；用于多分辨率数据的可视化显示，给出不同分辨率等级的数据的直观显示。

可选的，上述步骤102)进一步包含：

步骤102-1)将整个球体按照经度平分2次并按照纬度平分1次，从而形成8个八分体；

步骤102-2)八分体第1次剖分：

步骤102-2-1)首先，以半径为原半径一半的球面切割八分体，将八分体分为内网格和外网格；然后，取外网格外表面左右两经线的中点，用纬线连接两中点，再以新产生的纬线与球心所构成的圆锥面切割外格网，生成外上网格和外下网格，内格网保持不变；最后，取外下网格的上下纬线中点，以两中点及球心确定的平面切割外下网格，生成外下左网格和外下右网格；

步骤102-2-2)八分体首次剖分将产生4个子网格，根据网格不同的退化特点，将内单元格命名为球面退化格网SG，外上单元格命名为纬线退化格网LG，外下左单元格和外下右单元格命名为正常格网NG，即SDOG格网全部由这3种基本格网构成，经过第一次剖分生成1个SG，1个LG，2个NG；