互联网GIS的应用越来越广泛,其开发过程涉及到地理、数学、计算机等多个领域的知识,主要包括多尺度地形数据表达、淘量影像数据组织与管理、数据的压缩与传输、地形可视化与纹理映射、数字城市建模、三维空间分析与查询等。本论文分析了当代互联网GIS的技术特点,主要对网络电子地图平台(Mapabc、MapBar、city8等)和三维虚拟地球平台(GoogleEarth、WorldWind、pTolemy3D等)的技术特点进行了分析,特别是对它们采用的瓦片技术进行了深入研究,并提出了一种新型的地图瓦片索引算法。在网络环境下的虚拟地球平台中,地图瓦片的数量非常巨大,除了高效的瓦片索引机制以外,还需要实现地图瓦片的高效压缩和快速解压。论文结合小波变换的JPEG2000标准以及EBCOT编码算法,研究了基于JJ2000的影像瓦片压缩／重构的实现过程。本论文在分析总结国内外大量相关文献的基础上,并结合www. vrwuhan. com和VREarth Demo的具体开发过程,以地图瓦片索引与数据压缩的关键技术为骨架,组织整篇论文。本论文的研究内容主要包括：1.当代互联网GIS的瓦片技术主要研究主流网络电子地图和虚拟地球平台的瓦片组织与管理,分析它们的瓦片切割算法与索引规律。研究得出当代互联网GIS在瓦片组织上多采用地图投影转换公式与空间索引算法对地图瓦片进行索引,并且瓦片切割算法与索引方法保持一致。2.地图投影与瓦片索引相关性研究地图投影引起的变形会影响到使用该投影作为索引方法的网络电子地图。本论文研究了地图投影在地图瓦片索引方法中的应用,包括Google Earth采用的Web Mercator投影、World Wind和pTolemy3D采用的Platte Carree投影。对不同索引方法引起的地图变形进行了对比分析,阐述了电子地图应根据地域差异采用不同瓦片索引方法的观点。3.新型地图瓦片索引方法研究本论文在研究不同地图投影和瓦片索引算法的基础上,提出了一种间断性变更标准纬线的非固定倍率索引方法。该方法在标准纬线处满足等角特性,然后通过间断性地变更标准纬线达到大区域电子地图整体变形较小的效果。本文对该算法与其它索引算法在角度变形、面积变形、距离变形等方面进行了对比分析。结果证明,该算法具有简单高效且地图整体变形较小的特点,适用于世界或区域性电子地图的表达。4.基于瓦片技术的GIS安全策略当今主流的互联网电子地图平台多采用富客户端架构,本文主要从客户端代码安全,地图瓦片安全和矢量数据安全的角度出发,提出采用客户端代码混淆与加密、数字水印、矢量数据加密等安全策略用于增强系统的安全性。具体包括Ajax代码的加密与混淆、URL的Block TEA加密方法、地图瓦片的数字水印、矢量数据的自定义公匙加密等。5.影像瓦片压缩方法研究本论文在分析多种图像压缩方法的基础上,提出采用基于小波变换的JPEG2000标准压缩影像瓦片数据。该方法在压缩比较大的情况下保持了良好的图像质量。本文在JJ2000软件的基础上实现了网络环境中影像瓦片压缩／解压缩的具体过程,并通过改变分块大小参数和压缩倍率对压缩性能进行了对比分析。本文还通过采用峰值信噪比(PSNR)对不同压缩方法后的图像质量进行了客观评价。6.基于瓦片技术的虚拟地球平台设计与实现在上述研究的基础上,采用Java+JOGL构建了三维地球框架雏形VREarth,并进一步利用地图瓦片技术、纹理映射的多级纹理(Mipmap)技术和对影像瓦片的点对点映射算法,实现了一个虚拟地球平台VREarth Demo。结合VREarth Demo的具体开发过程,研究了虚拟地球平台的地形数据结构与组织、影像瓦片纹理映射以及基于视景体的动态数据调度等内容。最后给出了虚拟地球平台中基本的三维空间查询与分析方法。