CN114463505B - 一种外层空间环境要素模型构建方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外层空间环境要素模型构建方法及系统，方法包括：获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；对外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；根据规则格网数据，构建三维的外层空间环境要素初始模型；将外层空间环境图片导入外层空间环境要素初始模型中，对外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型；将外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth中，并调整位置，对外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型；变换外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。本发明使研究人员可以更深入的了解外层空间环境。

Description

一种外层空间环境要素模型构建方法及系统

技术领域

本发明涉及模型构建领域，特别是涉及一种外层空间环境要素模型构建方法及系统。

背景技术

随着现代高技术特别是航天技术的发展应用，人类的活动范围已经由地球表面延伸到外层空间（太空）。外层空间已成为未来航天活动和科学探索的重要场所。

由于外层空间活动的特殊性，人类对外层空间环境的了解还不够深入，而外层空间环境的感知能力是人类认识外层空间的重要标准。这就要求在深入研究外层空间环境的基础上，掌握影响外层空间环境变化的主要因素与外层空间环境的变化规律，从而有效地利用外层空间，为人类航天事业服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种外层空间环境要素模型构建方法及系统，以解决现有技术中人类对外层空间环境的了解不够深入的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种外层空间环境要素模型构建方法，包括：

获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；

对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；

根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型；

将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型；

将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型；

变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。

可选的，所述对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据，具体包括：

根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场；

将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集；所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集；

对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

可选的，所述将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集，具体包括：

计算所述数据集中的最大值和最小值；

判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比小于或等于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集；其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据集，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值；

若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比大于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集；其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据集，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。

可选的，所述对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据，具体包括：

根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离；其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素；

根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集；

对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。

一种外层空间环境要素模型构建系统，包括：

数据获取模块，用于获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；

数据处理模块，用于对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；

初始模型构建模块，用于根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型；

纹理贴图模块，用于将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型；

地标制作模块，用于将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型；

模型导出模块，用于变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。

可选的，所述数据处理模块，具体包括：

数据场构建子模块，用于根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场；

归一化处理子模块，用于将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集；所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集；

分层和追踪子模块，用于对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

可选的，所述归一化处理子模块，具体包括：

计算单元，用于计算所述数据集中的最大值和最小值；

判断单元，用于判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，得到第一判断结果；

第一归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比小于或等于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集；其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据集，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值；

第二归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比大于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集；其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据集，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。

可选的，所述分层和追踪子模块，具体包括：

距离计算单元，用于根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离；其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素；

分层单元，用于根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集；

追踪单元，用于对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明通过获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；利用SketchUp工具搭建一个三维的外层空间环境要素初始模型；对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图、位置调整以及地标制作等操作，得到三维的外层空间环境要素模型。研究人员可以通过三维的外层空间环境要素模型查看空间环境要素的状态，了解空间环境要素在一定时间内的变化情况，为查看空间环境要素的变化提供了新型、简便和可视化的演示模型。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种外层空间环境要素模型构建方法流程图；

图2为本发明提供的一种外层空间环境要素模型构建系统方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种外层空间环境要素模型构建方法及系统，使研究人员可以更深入的了解外层空间环境。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的一种外层空间环境要素模型构建方法流程图，如图1所示，外层空间环境要素模型构建方法包括：

步骤101，获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据。在实际应用中，通过空间环境信息数据库、遥感卫星云图以及航空航天影像等方式获取外层空间环境图片，使用计算机采集空间环境要素数据。

步骤102，对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据。

在一个具体实施方式中，所述步骤102，具体包括：

步骤210，根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场。在实际应用中，计算机使用空间环境要素的各种数值计算模式，根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值p与空间位置和时间的关系p=f（Li，Bi，Hi，ti），生成具有一定的空间间隔和时间间断的数据集，构成外层空间数据场。各网格节点的属性即是空间环境要素的各类参数。

步骤220，将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集；所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集。在实际应用中，对所述外层空间数据场中的数据集进行自适应归一化，即将量级相差较大的数据集整体先取对数，再将其归一到0～1之间；在量级变化较小的整体数据集中寻找最大数据和最小数据后，直接归一到0～1之间。

步骤230，对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

在一个具体实施方式中，所述步骤220，具体包括：

步骤221，计算所述数据集中的最大值和最小值。在实际应用中，令所述数据集中的每一个元素为Wi，求出构建的数据集中的最大值W _max 和最小值W _min 。

步骤222，判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，若是，则执行步骤223；若否，则执行步骤224。

步骤223，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集；其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值。在实际应用中，判断

是否小于或等于3，如果“是”，则按照步骤223所述方法进行归一，如果“否”，则按照步骤224所述方法进行归一。将所述数据集中符合条件的W _i 归化到0~1之间，令W _i ^’ 表示第一归一化数据。

步骤224，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集；其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。在实际应用中，将所述数据集中符合条件的每一个元素W _i 取对数变换为W _i ^* ，即

，再求出变换后的数据集中的最大值W ^* _max 和最小值W ^* _min ，将W _i ^* 归化到0~1之间，令W _i ^’’ 表示第二归一化数据。

在一个具体实施方式中，所述步骤230，具体包括：

步骤231，根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离；其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素。在实际应用中，数据集中任意两个元素W_a和W_b之间的距离记为d_ab。

步骤232，根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集。在实际应用中，对所述归一化后的数据集进行自适应分层，以便最终绘制和显示。这里采用聚类法实现数据的分集。

用G₁，G₂，G₃，......表示层，D_pq表示任意两层G_p和G_q之间的距离，并使用最短距离法对所有元素进行分层，使D_pq等于d_ab的最小值，即

，经过反复分层和合并，直到所有元素都成为一层或达到设定的分层数。

步骤233，对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。在实际应用中，对所述自适应分层后的数据集进行等值线追踪。找出一条等值线的起点，按照一定的判断和识别条件，追踪该条等值线的全部等值点。计算各条等值线与网格边交点的坐标值，然后连接各等值点绘制光滑等值曲线。重复上述的步骤，直到将所有等值点全部追踪完毕

步骤103，根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型。在实际应用中，根据所述分层后的数据集和等值线，在计算机中使用SketchUp构建三维的空间环境要素初始模型。

步骤104，将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型。在实际应用中，在SketchUp使用纹理贴图的功能，对所述外层空间环境要素初始模型进行贴图，并将空间环境信息数据库、遥感卫星云图以及航空航天影像等方式获取外层空间环境图片直接拖入建模场景中，在对应面中选择纹理图像，贴上纹理。

步骤105，将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型。在实际应用中，外层空间环境要素第二模型完成纹理贴图后，下载Google Earth卫星影像图，将已建立好的三维的外层空间环境要素第二模型导入对应影像图上，通过“旋转”、“平移”、“缩放”等命令，将外层空间环境要素第二模型摆放在对应的位置。调整完成后，点击“Place Model”，外层空间环境要素第二模型自动传送到GoogleEarth中对应位置。然后，在Google Earth中添加地标，对外层空间环境元素进行图标和文字说明。

步骤106，变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。在实际应用中，将步骤105添加完地标的外层空间环境要素第三模型的储存位置从Google Earth中的“临时位置”保存到“我的位置”，最后完成三维的外层空间环境要素模型的导出。用户可在Google Earth中通过演示三维的外层空间环境要素模型，了解外层空间环境要素的情况。

本发明所述的外层空间环境要素模型构建方法旨在使用Google Earth模拟一个外层空间环境要素的演示模型，通过三维立体建模的方式，将外层空间环境要素变得立体可视化，使外层空间环境要素得以进行模拟和演示，从而帮助人们更好的了解外层空间环境要素的变化情况。该方法通过外层空间环境信息数据库、遥感卫星云图、航空航天影像等方式收集空间环境要素数据，然后对数据进行一系列流程的处理，使杂乱无章的数据变得有序，最后使用SketchUp建立外层空间环境要素模型，再将模型与Google Earth结合，使人们可以在Google Earth上进行外层空间环境要素的仿真模拟演示。

图2为本发明提供的一种外层空间环境要素模型构建系统方框图，如图2所示，一种外层空间环境要素模型构建系统，包括：

数据获取模块201，用于获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据。

数据处理模块202，用于对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据。

初始模型构建模块203，用于根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型。

纹理贴图模块204，用于将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型。

地标制作模块205，用于将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型。

模型导出模块206，用于变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。

在一个具体实施方式中，所述数据处理模块202，具体包括：

数据场构建子模块，用于根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场。

归一化处理子模块，用于将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集。所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集。

分层和追踪子模块，用于对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

在一个具体实施方式中，所述归一化处理子模块，具体包括：

计算单元，用于计算所述数据集中的最大值和最小值。

判断单元，用于判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，得到第一判断结果。

第一归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比小于或等于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集。其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据集，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值。

第二归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比大于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集。其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据集，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。

在一个具体实施方式中，所述分层和追踪子模块，具体包括：

距离计算单元，用于根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离。其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素。

分层单元，用于根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集。

追踪单元，用于对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。

本发明的外层空间环境要素模型构建系统由数据获取模块201、数据处理模块202、初始模型构建模块203、纹理贴图模块204、地标制作模块205和模型导出模块206六部分组成。

其中，数据处理模块202主要是通过数据集适应归一法对杂乱无章的数据进行处理，变成规则格网数据，使数据的适用性更强，可适应多种建模工具。

初始模型构建模块203是使用SketchUp工具，根据处理后数据集进行空间环境要素初始模型的搭建，使空间环境要素以三维可视化方式呈现。

纹理贴图模块204包括采集、制作纹理，建立纹理库以及使用纹理图像在对应面贴上纹理。使模型展示的效果接近真实呈现效果。

地标制作模块205是模型导入数据库中对空间环境要素进行描述说明，包括图标和文字说明，可使观察者在进行空间环境要素模拟和演示时更加一目了然。

模型导出模块206是在模型完成之后将模型在Google Earth中的储存位置进行变换，使所有输出的模型都能保存在Google Earth中。

通过以上六部分的融合，研究人员可以通过三维立体可视化空间环境模型查看空间环境要素的状态，了解空间环境要素在一定时间内的变化情况，为查看空间环境要素的变化提供了新型、简便和可视化的演示模型。

本发明提供的外层空间环境要素模型构建方法及系统具有以下优点：

（1）对外层空间环境要素数据进行建模，提供了一种以三维立体可视化的方式进行外层空间环境模拟的方法。

（2）在建模过程中采用了纹理贴图和模型渲染的方式，使模拟的外层空间环境更加具有真实感，增加了模型可视化的美感。

（3）将三维立体建模和Google Earth结合起来，使得三维立体外层空间环境要素模型具有很高的清晰度，且形象逼真。

（4）利用SketchUp所建立的三维外层空间环境要素模型能够方便地与GoogleEarth进行数据交互，更好地进行三维二次开发。

本发明提出的一种结合Google Earth构建三维外层空间环境要素模型，基于Google Earth的高分辨率卫星影像，利用遥感数据和可视化技术，为空间环境要素的研究者提供一种便捷、高度可视化的空间环境模拟仿真演示模型，从而为空间环境要素的研究者了解空间环境要素变化情况并进行更加深入的研究指明了方向。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种外层空间环境要素模型构建方法，其特征在于，包括：

获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；

对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；

根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型；

将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型；

将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型；

变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。

2.根据权利要求1所述的外层空间环境要素模型构建方法，其特征在于，所述对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据，具体包括：

根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场；

将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集；所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集；

对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

3.根据权利要求2所述的外层空间环境要素模型构建方法，其特征在于，所述将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集，具体包括：

计算所述数据集中的最大值和最小值；

判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比小于或等于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集；其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据集，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值；

若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比大于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集；其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据集，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。

4.根据权利要求3所述的外层空间环境要素模型构建方法，其特征在于，所述对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据，具体包括：

根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离；其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素；

根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集；

对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。

5.一种外层空间环境要素模型构建系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取外层空间环境图片以及外层空间环境要素数据；

数据处理模块，用于对所述外层空间环境要素数据进行预处理，得到规则格网数据；

初始模型构建模块，用于根据所述规则格网数据，利用SketchUp工具构建三维的外层空间环境要素初始模型；

纹理贴图模块，用于将所述外层空间环境图片导入所述外层空间环境要素初始模型中，并利用SketchUp工具对所述外层空间环境要素初始模型进行纹理贴图，得到外层空间环境要素第二模型；

地标制作模块，用于将所述外层空间环境要素第二模型导入到Google Earth，并调整所述外层空间环境要素第二模型的位置，对所述外层空间环境要素第二模型添加地标，得到外层空间环境要素第三模型；

模型导出模块，用于变换所述外层空间环境要素第三模型的存储位置，得到最终的外层空间环境要素模型。

6.根据权利要求5所述的外层空间环境要素模型构建系统，其特征在于，所述数据处理模块，具体包括：

数据场构建子模块，用于根据外层空间任一位置的空间环境要素属性值与空间位置和时间的关系，将所述外层空间环境要素数据生成具有设定的空间间隔和时间间断的数据集，得到外层空间数据场；

归一化处理子模块，用于将所述数据集进行归一化处理，得到归一化后的数据集；所述归一化后的数据集包括第一归一化数据集和第二归一化数据集；

分层和追踪子模块，用于对所述归一化后的数据集进行分层和等值线追踪，得到所述规则格网数据。

7.根据权利要求6所述的外层空间环境要素模型构建系统，其特征在于，所述归一化处理子模块，具体包括：

计算单元，用于计算所述数据集中的最大值和最小值；

判断单元，用于判断所述最大值和所述最小值之比是否小于或等于3，得到第一判断结果；

第一归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比小于或等于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第一数据集，并根据公式

，确定所述第一归一化数据集；其中，W _i ^’ 表示所述第一归一化数据集，W _i 表示所述第一数据集中的元素，W _max 表示所述第一数据集中的最大值，W _min 表示所述第一数据集中的最小值；

第二归一化数据集确定单元，用于若所述第一判断结果为所述最大值和所述最小值之比大于3，将所述最大值和所述最小值所在的数据集确定为第二数据集，并根据公式

，确定所述第二归一化数据集；其中，W _i ^’’ 表示所述第二归一化数据集，W _i ^* 表示所述第二数据集中的元素，W ^* _max 表示所述第二数据集中的最大值，W ^* _min 表示所述第二数据集中的最小值。

8.根据权利要求7所述的外层空间环境要素模型构建系统，其特征在于，所述分层和追踪子模块，具体包括：

距离计算单元，用于根据公式

计算所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离；其中，d_ab表示所述归一化后的数据集中任意两个元素之间的距离，W_a和W_b表示所述归一化后的数据集中任意的两个元素；

分层单元，用于根据所述距离，利用最短距离法对所述归一化后的数据集进行分层，得到分层后的数据集；

追踪单元，用于对所述分层后的数据集进行等值线追踪，得到所述规则格网数据。

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