目錄
“高等院校地理科學類專業(yè)系列教材”前言
前言
第1章 坐標系統(tǒng)與地圖投影 1
1.1 引言 1
1.2 坐標系統(tǒng) 1
1.2.1 大地水準面與參考橢球 1
1.2.2 空間直角坐標系與大地坐標系 3
1.2.3 站心切平面坐標系 5
1.2.4 天文坐標系 6
1.2.5 我國常用的大地坐標系 8
1.2.6 不同空間直角坐標的轉(zhuǎn)換 11
1.2.7 不同大地坐標的轉(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)用實例 29
1.5.1 空間直角坐標轉(zhuǎn)換為大地坐標算例 29
1.5.2 高斯投影正解算例 30
擴展閱讀 31
思考題 34
第2章 全球定位 36
2.1 引言 36
2.2 定位與導航技術(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)星導航系統(tǒng) 48
2.4.5 歐洲Galileo衛(wèi)星導航系統(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)星導航應(yīng)用展望 77
2.8 應(yīng)用實例———衛(wèi)星導航星座模擬 79
擴展閱讀 81
思考題 83
第3章 地理統(tǒng)計分析 85
3.1 引言 85
3.2 地理統(tǒng)計分析的基本問題 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 基于密度的點模式分析 93
3.3.4 基于距離的點模式分析 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)計量 120
3.4.3 全局空間自相關(guān)統(tǒng)計量 122
3.4.4 局部空間自相關(guān)統(tǒng)計量 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
擴展閱讀 153
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 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 161
4.1.5 有關(guān)國際研究計劃 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 三維實時可視化問題 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)學表達 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)用實例 187
5.3.1 CO2同化框架 187
5.3.2 碳同化方案 188
擴展閱讀 191
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
擴展閱讀 226
思考題 227
第7章 并行計算 228
7.1 引言 228
7.1.1 并行計算的發(fā)展 228
7.1.2 并行計算機體系結(jié)構(gòu) 229
7.1.3 并行編程環(huán)境 230
7.1.4 并行計算時效測定 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MPI程序 233
7.2.3 常用的六個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 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 240
7.4.2 HASM-AD改進算法計算效率及精度分析 244
7.4.3 HASM-AD改進算法的并行化設(shè)計 245
7.4.4 HASM-AD改進算法并行化后的計算效率分析 247
思考題 247
第8章 云計算 248
8.1 引言 248
8.2 云計算概述 248
8.2.1 云計算的定義 248
8.2.2 云計算的特征 249
8.2.3 云計算的分類 250
8.2.4 云計算的服務(wù)類型 251
8.2.5 云計算的架構(gòu) 252
8.2.6 云計算與相關(guān)技術(shù)的比較 252
8.2.7 云計算的發(fā)展現(xiàn)狀 255
8.3 云計算關(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 云計算平臺管理技術(shù) 267
8.4 云計算應(yīng)用 268
8.4.1 云計算應(yīng)用分類 268
8.4.2 空間云計算 269
8.4.3 Hadoop云計算環(huán)境搭建與應(yīng)用實例 271
擴展閱讀 277
思考題 277
主要參考文獻 279
附錄 312