目錄
“高等院校地理科學(xué)類專業(yè)系列教材”前言
前言
第1章 坐標(biāo)系統(tǒng)與地圖投影 1
1.1 引言 1
1.2 坐標(biāo)系統(tǒng) 1
1.2.1 大地水準(zhǔn)面與參考橢球 1
1.2.2 空間直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系 3
1.2.3 站心切平面坐標(biāo)系 5
1.2.4 天文坐標(biāo)系 6
1.2.5 我國常用的大地坐標(biāo)系 8
1.2.6 不同空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 11
1.2.7 不同大地坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 12
1.3 地圖投影 15
1.3.1 地圖投影的概念 15
1.3.2 地圖投影的變形 15
1.3.3 地圖投影的分類 16
1.3.4 地圖投影的選擇 19
1.3.5 高斯投影 20
1.3.6 墨卡托投影 24
1.3.7 等角圓錐投影 25
1.4 地圖投影變換 26
1.4.1 地圖投影變換基本原理 26
1.4.2 高斯投影和墨卡托投影變換的復(fù)變函數(shù)表示 27
1.4.3 高斯投影和等角圓錐投影變換的復(fù)變函數(shù)表示 28
1.4.4 等角圓錐投影和墨卡托投影變換的復(fù)變函數(shù)表示 29
1.5 應(yīng)用實(shí)例 29
1.5.1 空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)算例 29
1.5.2 高斯投影正解算例 30
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思考題 34
第2章 全球定位 36
2.1 引言 36
2.2 定位與導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展 36
2.3 GNSS定位的基本原理 39
2.4 全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展概況 43
2.4.1 美國子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 43
2.4.2 全球定位系統(tǒng) 44
2.4.3 GLONASS系統(tǒng) 46
2.4.4 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 48
2.4.5 歐洲Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 55
2.5 GNSS定位誤差分析 64
2.5.1 GNSS衛(wèi)星有關(guān)誤差 65
2.5.2 衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差 66
2.5.3 接收設(shè)備誤差 68
2.5.4 幾何精度因子 69
2.6 差分GNSS定位 71
2.6.1 位置差分 72
2.6.2 偽距差分 72
2.6.3 相位平滑偽距差分 74
2.6.4 載波相位差分 75
2.7 GNSS的應(yīng)用 76
2.7.1 GNSS為民用領(lǐng)域帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益 77
2.7.2 軍事應(yīng)用歷來是GNSS的重要領(lǐng)域 77
2.7.3 我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用展望 77
2.8 應(yīng)用實(shí)例———衛(wèi)星導(dǎo)航星座模擬 79
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思考題 83
第3章 地理統(tǒng)計(jì)分析 85
3.1 引言 85
3.2 地理統(tǒng)計(jì)分析的基本問題 85
3.2.1 空間自相關(guān) 85
3.2.2 空間分異性 86
3.2.3 可變面元問題 87
3.2.4 生態(tài)謬誤 89
3.3 空間點(diǎn)模式分析 89
3.3.1 概述 89
3.3.2 分布中心與離散度 92
3.3.3 基于密度的點(diǎn)模式分析 93
3.3.4 基于距離的點(diǎn)模式分析 99
3.4 空間面模式分析 116
3.4.1 空間自相關(guān)與空間權(quán)重矩陣 116
3.4.2 連接數(shù)統(tǒng)計(jì)量 120
3.4.3 全局空間自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量 122
3.4.4 局部空間自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量 131
3.5 空間回歸分析 137
3.5.1 空間自回歸模型 138
3.5.2 地理加權(quán)回歸模型 145
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思考題 154
第4章 地球表層系統(tǒng)建�；�本定理 158
4.1 引言 158
4.1.1 地球表面形態(tài)表達(dá) 158
4.1.2 地球氣候系統(tǒng)模擬 159
4.1.3 生物圈生態(tài)建模 160
4.1.4 模擬分析平臺(tái) 161
4.1.5 有關(guān)國際研究計(jì)劃 163
4.1.6 有關(guān)國際組織 165
4.2 地球表層系統(tǒng)建模存在的主要問題 167
4.2.1 誤差問題 167
4.2.2 多尺度問題 167
4.2.3 三維實(shí)時(shí)可視化問題 168
4.2.4 模擬速度問題 169
4.3 經(jīng)典曲面建模方法 169
4.4 高精度曲面建模方法 170
4.4.1 系統(tǒng)論 170
4.4.2 最優(yōu)控制理論 171
4.4.3 曲面論 172
4.4.4 高精度曲面建模方法的數(shù)學(xué)表達(dá) 173
4.5 地球表層系統(tǒng)建�；�本定理及推論 174
4.6 討論 176
思考題 178
第5章 模型-數(shù)據(jù)同化 179
5.1 引言 179
5.2 數(shù)據(jù)同化方法 180
5.2.1 三維變分算法 180
5.2.2 四維變分算法 182
5.2.3 卡爾曼濾波算法 183
5.2.4 集合卡爾曼濾波算法 185
5.2.5 粒子濾波算法 186
5.3 基于EnKF的CO2同化應(yīng)用實(shí)例 187
5.3.1 CO2同化框架 187
5.3.2 碳同化方案 188
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思考題 191
第6章 三維虛擬地球與仿真 192
6.1 基本理論與發(fā)展現(xiàn)狀 193
6.1.1 三維虛擬地球概述 193
6.1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)概述 193
6.1.3 三維虛擬地球與仿真技術(shù)現(xiàn)狀 194
6.1.4 構(gòu)建全球虛擬三維地理環(huán)境的方法 196
6.2 方法及應(yīng)用 206
6.2.1 面向仿真畫質(zhì)逼真度的渲染方法 206
6.2.2 精細(xì)化地表虛擬環(huán)境的快速構(gòu)建方法 211
6.3 虛擬水域和大氣環(huán)境快速生成實(shí)例 216
6.3.1 虛擬水域環(huán)境快速構(gòu)建 217
6.3.2 虛擬大氣環(huán)境快速構(gòu)建 221
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思考題 227
第7章 并行計(jì)算 228
7.1 引言 228
7.1.1 并行計(jì)算的發(fā)展 228
7.1.2 并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 229
7.1.3 并行編程環(huán)境 230
7.1.4 并行計(jì)算時(shí)效測定 231
7.2 MPI 編程基礎(chǔ) 232
7.2.1 MPI與MPICH介紹 232
7.2.2 第一個(gè)MPI程序 233
7.2.3 常用的六個(gè)MPI接口函數(shù) 234
7.3 HASM 空間插值算法的并行化 236
7.3.1 HASM-PCG算法介紹 236
7.3.2 HASM-PCG并行算法設(shè)計(jì) 237
7.3.3 HASM-PCG并行算法效率分析 239
7.4 HASM 空間數(shù)據(jù)融合算法的并行化 240
7.4.1 HASM-AD算法及其改進(jìn) 240
7.4.2 HASM-AD改進(jìn)算法計(jì)算效率及精度分析 244
7.4.3 HASM-AD改進(jìn)算法的并行化設(shè)計(jì) 245
7.4.4 HASM-AD改進(jìn)算法并行化后的計(jì)算效率分析 247
思考題 247
第8章 云計(jì)算 248
8.1 引言 248
8.2 云計(jì)算概述 248
8.2.1 云計(jì)算的定義 248
8.2.2 云計(jì)算的特征 249
8.2.3 云計(jì)算的分類 250
8.2.4 云計(jì)算的服務(wù)類型 251
8.2.5 云計(jì)算的架構(gòu) 252
8.2.6 云計(jì)算與相關(guān)技術(shù)的比較 252
8.2.7 云計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀 255
8.3 云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù) 257
8.3.1 虛擬化技術(shù) 257
8.3.2 海量分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 259
8.3.3 分布式處理技術(shù)編程模型 262
8.3.4 數(shù)據(jù)管理技術(shù) 265
8.3.5 分布式資源管理技術(shù) 266
8.3.6 云計(jì)算平臺(tái)管理技術(shù) 267
8.4 云計(jì)算應(yīng)用 268
8.4.1 云計(jì)算應(yīng)用分類 268
8.4.2 空間云計(jì)算 269
8.4.3 Hadoop云計(jì)算環(huán)境搭建與應(yīng)用實(shí)例 271
擴(kuò)展閱讀 277
思考題 277
主要參考文獻(xiàn) 279
附錄 312