专利名称：基于球面坐标的地理信息系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于球面坐标的地理信息系统(Gis)。用于实现具备完全基于球 面坐标的所有功能的新一代Gis软件。
背景技术：
目前市面上包括ArcGIS系统都是在平面上展示、分析地理信息，并非基于地球球 面坐标的展示与分析，在全球和区域大尺度时的分析结果完全不适用。同时，目前各种Gis 也还没有支持分散各地的成员进行团队协作直接在球面上共同制作数据的功能。
发明内容
为解决现有技术的上述问题而完成本发明。本发明的一方面提供一种基于球面坐标的地理信息系统，所述系统包括球面 WebGis单元，即球面WebGis客户端，其用于数据的集中管理，用户通过Web浏览器与插件来 使用基本的球面Gis功能；球面Desktop单元，即球面Desktop客户端，其适用于本地海量 数据分析、本地数据与远程数据的交互融合；后台服务集群与管理工具，其用于实现与球面 WebGis单元、球面Desktop单元的交互，同时对海量的地理信息及相关数据进行集中管理； 其中，基于地球球面坐标实现显示、测量、分析功能。优选地，所述基于球面坐标的地理信息系统还包括地理及相关信息数据库，用于 存储地理信息及相关数据，所述后台服务集群用于对所述地理信息及相关数据进行存储与 读取，以及与所述球面Desktop单元、球面WfebGis单元进行通信交互。优选地，所述后台管理工具用于进行集中管理地理信息以及对相关影像数据进行 维护。优选地，所述基于球面坐标的地理信息系统还包括GoogleEarth客户端，所述球 面Desktop单元支持基于Google Earth的遥感影像编辑/显示/分析功能、海量影像数据 管理的功能；所述后台服务集群与管理工具还用于实现与Google Earth进行交互，也支持 基于Google Earth的遥感影像编辑/显示/分析的全部或部分功能。优选地，在实现显示、测量、分析功能时，地球上两点间距离，在球面Gis中的直接 距离为两点在球面上的弧线长，而不是平面上的直线距离。本发明的基于球面坐标的地理信息系统可以用于如个人计算机等各种具有数据 处理功能的载体上，例如，所述球面WebGis单元和/或所述球面Desktop单元被装载在计 算机中，并通过网络经由所述后台服务集群对所述地理及相关信息数据库进行交互通信。本发明的基于球面坐标的地理信息系统，既为全球和区域大尺度分析提供了便捷 的分析与展示能力，又可以很便利地将其与免费的Google Earth客户端进行灵活的联合应 用，从而拥有ArcGIS等传统软件不可比拟的分析与显示能力。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的基于球面坐标的地理信息系统的基本 结构图。图2是用于说明根据本发明的一个实施方式的球面三角形面积的计算方法的示 意图。图3是用于说明根据本发明的一个实施方式的球面扇形面积的计算方法的示意图。
具体实施例方式下面将参考附图，详细说明用于实施本发明的典型实施方式。本发明的基于球面坐标的地理信息系统，即Global Analyst的解决方案是由 Desktop、WebGis、后台服务集群以及管理工具构建的复合系统。其中Global Analyst的 Desktop适用于本地海量数据分析、本地数据与远程数据的交互融合，同时支持基于Google earth的遥感影像编辑/显示/分析功能、海量影像数据管理的功能等；GlcAal Analyst的 WebGis适用于数据集中管理、客户端用户只需web浏览器与插件即可使用基本的球面Gis 功能；后台服务集群与管理工具实现了与Desktop、webgis以及googleearth进行交互，同 时对海量的地理信息及相关数据进行集中管理，也支持基于Google earth的遥感影像编辑 /显示/分析的部分功能。其中的显示、测量、分析功能都是完全基于地球球面坐标，而不是一般Gis软件的 平面坐标，例如地球上两点间距离，在球面Gis中的直接距离为两点在球面上的弧线长，而 不是平面上的直线距离。用户交互界面采用ArcGis的用户习惯，减少用户使用学习时间与成本。提供用户间的多种数据分享方式以及团队协作共同制图等功能。采用上述方案后，用户可以比较自由的使用球面Gis进行全球和区域大尺度分析 与展示，以及与其他用户共同进行团队协作共同制作球面数据。结合图1所示，本发明公开了一个完全基于球面坐标实现其所有功能的新一代 GIS(Global Analyst)，由Desktop、WebGis、后台服务集群以及管理工具构建的。所述的Desktop作为在客户端运行的软件，可以进行本地数据/网络数据的任意 创建/修改/删除图形(点、线、面)；常用数据导入(KML、Siape、影像数据)；多图层叠加 显示；球面测距、测面积；空间关系分析(拓扑运算、叠加分析、缓冲区分析)；图形/属性查 询；用户管理与数据分享功能；团队数据协作功能；遥感影像的显示/编辑/分析/管理。所述的WebGis只需浏览器和插件同样可以进行任意创建/修改/删除图形(点、 线、面)；常用数据导入(KMLjhape、影像数据)；多图层叠加显示；球面测距、测面积；空间 关系分析(拓扑运算、叠加分析、缓冲区分析)；图形/属性查询；用户管理与数据分享功 能；团队数据协作功能。并集成了 GoogleEarth与Google Map的地点查询；集成动画演示 功能；提供JavMcript自定义功能扩展接口，同时也实现遥感影像的显示/编辑/分析的 部分功能。后台服务集群主要提供地理信息以及相关数据的存储与读取；与球面Desktop、 球面webgis以及google earth进行通信交互。后台管理工具主要进行集中管理的地理信息以及相关影像数据的维护。
在本发明的一个实施方式中，可以通过如下方式计算球面三角形的面积。参照图2，对于球面三角形，三条弧均为大圆弧，计算公式如下S = (A+B+c- π ) R2其中，A、B、C分别为球面三角形ABC的三个二面角，单位为弧度，R为球半径。A = acos{(cosa_cosb*cosc)/ (sinb*sinc)}B = acos {(cosb_cosa*cosc)/(sina^sinc)}C = acos{(cosc_cosa氺cosb)/ (sina^sinb)}还需求出球面上两点的距离，已知两点纬度的弧度分别为xl，x2，经度的弧度分别 为 yl，y2。D = RXarccos (sin (xl) sin (x2) +cos (xl) cos (x2) cos (yl-y2))D为所求的球面距离。在本发明的一个实施方式中，可以通过如下方式计算球面扇形的面积。参照图3，球面上球冠的面积公式为s = 2 π他。对于已知三点的球面扇形，其本质上就是部分球冠。假设已知扇形三点经纬度坐标，A为(x0，y0)球冠中心坐标，球冠的球面半径为r， 大圆半径为R，C，D分别为(xl，yl)和(x2，y2)是扇形边界距离r的点。令线段CD = a，BC = b，BD = c，贝IJ
=C = Rsin(-)Distance of CD
a = 2Rsin(/Rrn--Λ—iJ Wi^ -2R J Ca2-b2 - C2)2b c其中，Distance of CD是指CD之间的大圆距离，用D = RXarccos (sin (xl) sin (x2) +cos (xl) cos (x2) cos (yl-y2))来计算。
算出Z B⑶，就可以知道球面扇形的面积为S = R(R- cos (-j)^BCD其中，Z B⑶单位为弧度。尽管已经参考典型实施方式对本发明进行了说明，应该理解，本发明不局限于所 公开的典型实施方式。所附的权利要求书的范围与符合最宽泛的解释，从而包括所有这些 变型、等同结构及功能。
权利要求
1.一种基于球面坐标的地理信息系统，其特征在于，所述系统包括球面WebGis单元，其用于数据的集中管理，用户通过Web浏览器与插件来使用基本的 球面Gis功能；球面Desktop单元，其适用于本地海量数据分析、本地数据与远程数据的交互融合；后台服务集群与管理工具，其用于实现与球面WebGis单元、球面Desktop单元的交互， 同时对海量的地理信息及相关数据进行集中管理；其中，基于地球球面坐标实现显示、测量、分析功能。
2.根据权利要求1所述的基于球面坐标的地理信息系统，其特征在于，所述基于球面 坐标的地理信息系统还包括地理及相关信息数据库，用于存储地理信息及相关数据，所述 后台服务集群用于对所述地理信息及相关数据进行存储与读取，以及与所述球面Desktop 单元、球面WfebGis单元进行通信交互。
3.根据权利要求2所述的基于球面坐标的地理信息系统，其特征在于，所述后台管理 工具用于进行集中管理地理信息以及对相关影像数据进行维护。
4.根据权利要求1所述的基于球面坐标的地理信息系统，其特征在于，所述基于球面 坐标的地理信息系统还包括GoogleEarth客户端，所述球面Desktop单元支持基于Google Earth的遥感影像编辑/显示/分析功能、海量影像数据管理的功能；所述后台服务集群与 管理工具还用于实现与Google Earth进行交互，也支持基于Google Earth的遥感影像编 辑/显示/分析的全部或部分功能。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于球面坐标的地理信息系统，其特征在于，在 实现显示、测量、分析功能时，地球上两点间距离，在球面Gis中的直接距离为两点在球面 上的弧线长，而不是平面上的直线距离。
全文摘要
本发明涉及一种基于球面坐标的地理信息系统，所述系统包括球面WebGis单元，其用于数据的集中管理，用户通过Web浏览器与插件来使用基本的球面Gis功能；球面Desktop单元，其适用于本地海量数据分析、本地数据与远程数据的交互融合；后台服务集群与管理工具，其用于实现与球面WebGis单元、球面Desktop单元的交互，同时对海量的地理信息及相关数据进行集中管理；其中，基于地球球面坐标实现显示、测量、分析功能。本发明既为全球和区域大尺度分析提供了便捷的分析与展示能力，又可以很便利地将其与免费的Google Earth客户端进行灵活的联合应用。
文档编号G06F17/30GK102043818SQ200910236468
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者俞靓, 宫鹏 申请人:北京秀英环境信息技术发展有限公司