網(wǎng)格（grid）技術(shù)被認(rèn)為是掀起互聯(lián)網(wǎng)繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、萬維網(wǎng)之后的笫三次浪潮。網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將商速互聯(lián)網(wǎng)、離性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)茚、傳感器、遠(yuǎn)椎設(shè)備等融為一體，為科技人員和符通老百姓提供更多的資源、功能和交互性。它的出現(xiàn)體現(xiàn)了“共享資源和協(xié)冏解決問題”的理念，代表了信息技術(shù)的發(fā)展方向。
地理格網(wǎng)是按一定的數(shù)學(xué)法則對(duì)地球表面進(jìn)行劃分而形成的格網(wǎng) （通常是指以一定長(zhǎng)度或經(jīng)緯度間隔表示的格網(wǎng)）。現(xiàn)代的地圍方格網(wǎng)也是一種建立在某種地圖投影基礎(chǔ)上的格網(wǎng)系統(tǒng)，它將制圖區(qū)域按平面坐標(biāo)或按經(jīng)緯度劃分為格網(wǎng)，以格網(wǎng)為單元描述或表達(dá)地表現(xiàn)象和時(shí)空變化。
地理格網(wǎng)與網(wǎng)格技術(shù)中“網(wǎng)格”是兩個(gè)不同的溉念。前者主要立足于對(duì)地球空間的劃分、空間數(shù)據(jù)的組織以及檢索等技術(shù)；而網(wǎng)格技術(shù)則主要強(qiáng)調(diào)廣域網(wǎng)上整體資源的糧合與利用。網(wǎng)格技術(shù)與地理格網(wǎng)之間又有著密切的聯(lián)系。由于網(wǎng)格技術(shù)所處理的信息80%與空間位罝冇關(guān)，空間信息足各種社會(huì)倍息（自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等屬性信息） 的載體或支撐框架，所以，地球空間信息網(wǎng)格就構(gòu)成了網(wǎng)格技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。但是從網(wǎng)格技術(shù)所要求的資源共享和協(xié)同計(jì)算觀點(diǎn)看，目前GIS還不能適應(yīng)網(wǎng)格計(jì)算的要求，這主要是由于時(shí)間基準(zhǔn)不一致、空間基準(zhǔn)不一致等問題。
通過建立空間信息格網(wǎng)，可為長(zhǎng)期困擾GIS業(yè)界專家的一系列 重大技術(shù)問題提供一體化的解決思路，如海量空間數(shù)據(jù)快速處理問題、海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題、地理信息分布式大規(guī)模計(jì)算問題、VR（Virtual Reality）GIS實(shí)時(shí)性問題、GIS互操作問題、GIS應(yīng)用系統(tǒng)快速開發(fā)問題等。
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伴隨空間數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)屣，人們不斷獲得全球多分辨率、多比例尺海量空間數(shù)據(jù)；許多應(yīng)用領(lǐng)域，如全球變化、氣象模擬與預(yù)報(bào)、可持續(xù)發(fā)嵌等，越來越頻繁地使用區(qū)域 甚至全球尺度的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析決策。傳統(tǒng)格網(wǎng)模型起源于 數(shù)字制圖和影俅處理的平面模型，通過地圖投影把橢球面格網(wǎng) 鋪展成平面格網(wǎng)進(jìn)行分析和處理，僅適合表達(dá)和處理地球表面局部區(qū)域數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行低經(jīng)度的計(jì)算。但在處理大范圍和全球的空間數(shù)據(jù)時(shí)，其局限性越來越明顯，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）人們對(duì)地球橢球體的空間三維坐標(biāo)向二維坐標(biāo)進(jìn)行投影 轉(zhuǎn)換的理論和 *** 研究己有100多年的歷史，地圖投影的種類 也有600多種，其中有計(jì)箅公式的達(dá)200多種。投影類型的豐富 為空間數(shù)據(jù)處理提供了極大的自由度，使局部復(fù)雜的球面數(shù)據(jù) 能夠在平面上更加方便地處理，但同時(shí)也給全球數(shù)據(jù)的管理和 分析帶來了諸多不利的影響，因?yàn)椴煌瑖?guó)家和地區(qū)所采用的投影 *** 各種各樣。
（2）為達(dá)到覆蓋整個(gè)地球的目的，使地球數(shù)據(jù)能在平面上進(jìn)行描述 （即建立平面地圖的坐標(biāo)格網(wǎng)），就浠要把獲取的球面數(shù)據(jù)進(jìn)行 一系列平面投影轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中位置、方向和面積大小將會(huì) 出現(xiàn)不同程度的變形，并且目前還沒有一個(gè)投影 *** 能同時(shí)保持距離和面積的不變形。
（3）空間位置的平面投影坐標(biāo)與實(shí)際空間位置之間的差別，隨覆蓋面積的增加而增大，難以滿足現(xiàn)代高精度測(cè)敢的要求。由于橢球（或球）面是一種不可展開的曲面，要把這樣一個(gè)曲面展開在平面上，不可避免地會(huì)產(chǎn)生裂隙和褶皺，要通過數(shù)學(xué)手段對(duì)經(jīng)緯線進(jìn)行“拉伸”或“壓縮”，才能形成一幅完整的地圖。這樣，在系統(tǒng)分析中，任何一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)箅就痛要很多“改正數(shù)”來解決平面坐標(biāo)與 實(shí)體實(shí)際幾何位置的差別，大大降低了系統(tǒng)的處理效率。
（4）大地坐標(biāo)系（即全球時(shí)空基準(zhǔn)與框架）總是隨者技術(shù)的 進(jìn)步而不斷稍化，其變化對(duì)傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)表達(dá)的數(shù)字地圖帶來 至今無法解決的問題。由于GPS技術(shù)和整個(gè)衛(wèi)星大地測(cè)量、衛(wèi)星重力測(cè)貴等技術(shù)的飛速發(fā)展，全球時(shí)空基準(zhǔn)與框架不斷精化，其周期越來越短，最終必將走向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)化。因此，以存儲(chǔ)某一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)串為主要方式的空間信息系統(tǒng)是適應(yīng)不了這種變化的。
（5）用常規(guī)平面槪念理解空間數(shù)據(jù)的真實(shí)特性，忽視了平面空間與球面數(shù)據(jù)區(qū)域在概念上具有本質(zhì)的差別，容易誤導(dǎo)將平面上常規(guī)擻算和分析技術(shù)盲目移植到全球數(shù)據(jù)脊理系統(tǒng)中 。比如，平面兩點(diǎn)的距離是歐式距離，而在球面上則是大弧距離。
（6）傳統(tǒng)平面格網(wǎng)模型已不能滿足全球海擻數(shù)據(jù)的多分辨率表達(dá)需求。例如，利用逐步層次顯示技術(shù)，從區(qū)域范圍視圖逐步放大到局部細(xì)節(jié) 視圖的每--步放大過程中，空間三維橢球面向二維平面轉(zhuǎn)換的機(jī)理和 參數(shù)都不相同；另一方面，不同的分辨率可能選擇不同的投影 *** 和不同的分帶標(biāo)準(zhǔn)。例如，我國(guó)小比例尺地圖采用Lambert投影，如1:100萬的地圖；而大、中比例尺地圖則采用高斯--克呂格投影，如1：50萬~1：5000萬的地圖；另外，在同一投影系統(tǒng)中，1：5萬的 地圖采用6°帶，而1:1萬的地圖則采用3°帶。這說明現(xiàn)有模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表達(dá)模式是以平面投影為基礎(chǔ)的，從本質(zhì)上看是單一尺度的，很難滿足全球海量數(shù)據(jù)從宏觀到微觀 （或從微觀到宏觀）多分辨率計(jì)箅和操作的要求。
為了保證全球空間地理數(shù)據(jù)的空間表達(dá)是全球的、連續(xù)的、層次的和動(dòng)態(tài)的，躭需要研究和發(fā)展非歐氏幾何的空間數(shù)據(jù)模塑。全球離散格網(wǎng)（global discrete grid，GDG）是基于球面的一種可以 無限細(xì)分卻不改變其形狀的地球體擬合格網(wǎng)，當(dāng)細(xì)分到一定程度時(shí)，可以達(dá)到模擬地球表面的目的。它具有層次性和全球連續(xù)性特征，既避免了平面投影帶來的角度、長(zhǎng)度和面積的變形及其空間數(shù)據(jù)的不連續(xù)性，又克服了許多限制GIS應(yīng)用的約束和不定性，即在地球上任何位置 獲取的任何分辨率的（不同精度的）空間數(shù)據(jù)都可以規(guī)范地表達(dá)和分析，并能用確定的精度進(jìn)行多分辨率操作，已成為國(guó)際GIS學(xué)術(shù)界一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。它有望從根本上解決平面模型在全球多分辨率空間數(shù)據(jù)管理上的數(shù)據(jù)斷裂、變形和拓?fù)洳灰恢滦缘葐栴}。
來源：開源地理空間基金會(huì)中文分會(huì)
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/1e1bc
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