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地球空间剖分组织理论是海量多源空间数据高效组织、整合、共享、检索、分发和应用等重要问题的解决方案之一。剖分编码代数模型是地球空间剖分组织理论的重要支撑体系。因此，构建地球空间剖分编码代数模型具有重大理论价值和实践意义。 本文从空间信息高效组织和高效计算的应用需求入手，依托GeoSOT地球剖分框架与编码模型，提出了地球空间剖分编码代数模型，设计了部分典型运算的运算方法和规则，并重点探讨基于剖分编码代数体系的空间关系模型和剖分关联模型，设计了剖分关联表的结构;在此基础上，设计了基于剖分编码代数的查询检索方法，为大数据空间信息的高效查询与检索提供支持。完成的主要工作包括: (1)给出了地球空间剖分编码代数的定义和概念。依托地球剖分网格，借鉴地图代数理论体系，提出了地球空间剖分编码代数的相关定义和概念，论述了地球空间剖分编码代数地位、作用和研究意义，分析了大数据背景下空间信息高效组织与高效计算对编码代数的迫切应用需求。 (2)提出了地球空间剖分编码代数模型。依托GeoSOT地球剖分框架与编码模型，提出了地球空间剖分编码代数模型，构建了地球空间剖分编码代数模型的体系架构，分析了剖分编码代数模型的特性，重点研究了剖分编码代数的几种典型运算。 (3)提出了基于剖分编码代数的空间关系模型。针对球面空间的特点，重新定义了GeoSOT地球剖分框架下的空间关系的框架体系。依托剖分编码代数模型，提出了面向剖分面片的度量关系计算模型和空间拓扑关系计算方法，设计了面向空间对象的度量关系计算模型、空间拓扑关系计算方法和空间方位关系判别算法;同时，发展了面向数据查询检索应用的空间关系检索模型及其计算方法。 (4)提出了基于剖分编码代数的空间信息关联模型。依托地球空间剖分编码代数体系，提出了空间信息关联模型;在此基础上，借鉴Google Bigtable结构，设计了关系型剖分关联表结构和非关系型剖分关联表结构，分析了空间信息关联模型的特点与优势。 (5)设计了基于剖分编码代数的查询检索应用方法。依托地球空间剖分编码代数体系，以及空间关系模型和空间信息关联模型，设计了基于剖分编码代数的空间信息查询检索方法。同时，以空间关系运算中的缓冲区查询为例，对剖分编码代数模型应用进行了典型试验，证明剖分编码代数模型可有效提升空间数据的组织和计算效能。