随着计算机技术和对地观测技术的飞速发展，随着“数字地球”理念深入人心，人们需要解决的全球性空间相关问题也越来越多，传统的GIS应用对空间数据的研究范围也正从局部向全球范围扩展。空间数据直接制作在椭球上成为地球数据处理和可视化发展的必然趋势，这就要求一种新的数据组织模型能够有效的管理全球地理空间数据。 论文首先对课题的研究背景进行了简要地说明，阐明了全球栅格数据存储技术研究的内容和意义，并对全球栅格数据技术所涉及基础性关键技术的国内外研究现状作了系统地回顾与总结，在此基础上确定了论文的组织结构。 接下来论文对全球网格模型进行了简要说明，指出全球模型选取时需要考虑的五个方面(选择基础的规则多面体、规则多面体的球面定位、多面体的球面细分方法、多面体细分区域的球面映射、网格像元点的指定)，分别从这五个方面展开讨论，对目前可用的全球栅格模型进行总结。介绍了一种比较常见的全球栅格模型——QTM模型，阐述了QTM模型球面划分原理及其与经纬度坐标之间的转换，并以之为数据模型实现了全球栅格数据库的建立。 然后笔者提出自己的两种模型，考虑到等面积象元区域在数据分析时的优点，其中一种是适合全球栅格数据分析的模型——等积四边形模型。该模型基于四边形区域对全球数据进行划分，具有等面积、等形状、与地理坐标之间换算简单的特点，并支持多分辨率数据调度，在每个分区内保持传统栅格数据所具有的结构简单的优点。文中描述了CAO模型对多分辨率全球数据进行划分的具体方法，给出由椭球的基本公式到区域划分公式的推导，并对通过该公式划分得到的区域具有等面积特点进行了证明，通过一个特例详细阐述了该模型的索引方式，并给出了利用该模型实现的一个应用实例。考虑到球面显示的实时性，另一种模型是适合全球栅格显示的显示模型，该模型基于四边形区域对全球数据进行划分，具有象元形状基本相似、分块方法简单、适合整块调度的特点，能实现流畅的球面绘制。文中解释了该显示模型的基本原理，讲述该模型投影的具体方法，对该模型进行评估，并在该模型的基础上实现球面显示，阐述球面显示中各模块的基本功能及其之间的相互关系。 在本文的最后，作者对本文的研究工作作了全面总结，并指出下一步的研究方向和问题。