[发明专利]一种大尺度日地空间的太阳风数据剖分、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，具体涉及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，则本发明采用的是我国空间天气学国家重点实验室SIGMA研究小组开发的太阳行星际守恒元解元(SIP-CESE)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，需要构建二维剖分模型，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，有三种典型的二维空间剖分模型，分别是经纬度剖分模型、正多面体剖分模型和Voronoi球面自适应格网模型。

要应用到太阳风的剖分中，可以排除多面体剖分模型和自适应格网模型，多面体模型的坐标计算相对比较复杂，组织形式与现有的测绘、遥感数据不同，集成起来困难，自适应剖分模型是单一比例尺的剖分，难以与多分辨率结合起来。

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剖分、编码及存取方法。

为实现上述目的，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)将黄道面或子午面用PDQG-R格网进行剖分，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PDQG-R格网，其中所述PDQG-R格网为：当径向剖分层次大于经向剖分层次时，在PDQG格网的基础上继续在径向进行独立细分；

步骤103)将PDQG-R格网进行编码，即将每个剖分后的子网格给予唯一的标识，使得网格的坐标和编码形成一一对应的关联关系；

步骤104)计算每个PDQG-R网格的中心点对应的坐标位置，所述坐标位置表示为：(纬度、经度、半径)；

步骤105)依据步骤104)计算得到的PDQG-R网格的中心点的坐标，将原始的太阳风数据放入PDQG-R格网中,当原始数据匹配到一个PDQG-R网格之后，则将原始的太阳风数据的属性值赋给该网格中心点；

步骤106)

基于步骤103)的网格编码检索原始的太阳风数据，即查找该编码对应的网格位置，并将该网格内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)将黄道面进行PDQG格网的剖分，具体步骤如下：

步骤102-1-1)将黄道面一分为四，每部分是经度范围是0°～90°且半径范围约为1AU(日地平均距离)的四分之一圆面；

步骤102-1-2)用PDQG格网对每个四分圆面进行递归细分，第1次剖分，即取四分圆面上的三条边的中点，得到3个新点；将四分圆两腰上的2个新点连成一条纬线，再将该纬线的中点与另一新点连成一条径线，形成1个新的子四分圆和2个子四边形；

步骤102-1-3)第2次剖分，则是对第1次产生的两种类型子网格的递归细分；对子三角形按第一次剖分的方法进行剖分即可，而对于子四边形剖分，则可用四叉树法取四条边的中点得到4个新点，将两腰上的中点和圆心用同心圆弧线连接，将两纬线的中点直接连直线，则又得到4个新的子四边形，进而就产生1个新的子三角形和10个四边形，实现对四分圆面更高分辨率的细分；

步骤102-1-4)重复步骤102-1-3)，直到分辨率满足设定的要求；

步骤102-1-5)当径向分辨率大于经向分辨率时，即径向剖分层次大于经向剖分层次时，在PDQG格网的基础上继续在径向独立细分，得到PDQG-R格网。

进一步可选的，上述步骤103)PDQG-R格网的具体编码为：

步骤103-1)首先将一分为四的黄道面按照逆时针编号0、1、2、3，依次确定了每个四分圆面所在的象限；