[发明专利]一种离散全球网格结构生成方法及快速单元定位方法

权利要求书

1.一种快速单元定位方法，其步骤包括：

1)生成数字地球所对应的离散全球网格结构的首层六边形网格的所有顶点，并将各顶点记录到顶点表中；生成首层六边形网格单元的所有顶点的方法为：首先创建一正二十面体，对于该正二十面体的每个三角面，取其重心，以及该重心与三角面三个顶点连线的中点；然后计算该重心及三个中点在单位球面上的投影点，即为该三角面对应的4个首层六边形网格单元顶点；

2)将各所述顶点顺序依次连接形成六边形或者五边形单元，生成首层的42个网格单元；遍历每一网格单元的所有顶点，每两个相邻顶点构成一条有向边，先遍历的顶点为该有向边的起始顶点，后遍历的顶点为该有向边的终止顶点，每一网格单元就对应一有向边序列；在有向边表中为每一有向边序列中的每一条有向边增加一个条目，记录每条有向边的起始顶点、终止顶点及该有向边所属的网格单元；在单元表中为每一网格单元增加一个条目，记录构成该单元的有向边序列；在所有网格单元均创建完成后，在有向边表中将连接相同顶点的两条有向边互相设为对边；

3)从首层的网格单元开始通过自上而下的细分操作逐层建立多层全球六边形网格结构；其中每层的细分操作过程中，被细分单元称为父单元，每个父单元的中心点与该父单元被细分后的一个子单元的中心点重合，该子单元被称为中心子单元，父单元被细分的其它子单元各横跨该父单元的一条边，称为边界子单元，两个相邻的父单元共享一个边界子单元；在所述单元表中记录每个父单元对应的中心子单元，在所述有向边表中，为每条有向边记录其对应的边界子单元；在所述有向边表中为每一子单元的有向边序列中的每一条有向边增加一个条目，记录每条有向边的起始顶点、终止顶点及该有向边所属的子单元；在所述单元表中为每一子单元增加一个条目，记录构成该子单元的有向边序列；在当前层所有父单元均细分创建完对应子单元后，在有向边表中将下一层连接相同顶点的两条有向边互相设为对边；

4)对于数字地球中的一给定点，计算得到步骤3)所建多层全球六边形网格结构中包含该给定点的最精细层次的网格单元；其中确定包含该给定点的最精细层次的网格单元的方法为：遍历所述多层全球六边形网格结构的首层每个网格单元，其中对首层的每个网格单元，遍历该网格单元的每一条有向边，如果该给定点位于该网格单元每一有向边的两个顶点与该正二十面体中心所构成的平面的内侧，则该给定点在该网格单元内，否则查找下一个首层的网格单元，直至确定出包含该给定点的首层网格单元；然后从包含该给定点的首层网格单元开始，基于多层全球六边形网格结构的层次拓扑结构，逐层确定给定点所在的子单元，直到找到包含给定点的最精细层次的单元为止。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，逐层确定给定点所在的子单元的方法为：若当前网格单元拥有子单元，则依次检测其所有子单元，找到包含给定点的子单元；然后将该子单元作为当前单元，重复上述步骤，直到当前单元为最精细层次网格单元为止。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将每一正二十面体顶点周围的5个首层六边形网格单元顶点逆时针依次连接成一个五边形单元，正二十面体的每一条棱两侧的6个首层六边形网格单元顶点逆时针依次连接成一个六边形单元。