[发明专利]一种统一现有经纬度剖分网格的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球空间信息组织、地理信息系统和遥感、测绘技术领域，具体涉及一种将大地坐标系进行适当扩展，进而在保持整型经纬度量纲的前提下实现全四叉树递归剖分，以该剖分网格作为基础网格用于统一现有经纬度剖分网格的方法。

背景技术

当前，随着对地观测手段的不断丰富、空间信息获取能力的不断提升以及应用方式的多样化，传统地理信息系统(GIS)技术面临三个方面的技术瓶颈：其一，海量、多维和多尺度地理空间数据资源的统一管理和高效检索问题；其二，以往各行业独立开发的应用系统间的“互操作”的应用压力；其三，即使是同一个应用系统，例如，遥感系统，不同作业环节之间(采集、处理、存储、分发和服务)的大规模数据迁移的困难。上述三个瓶颈问题均涉及到地理空间数据的组织问题。

地理空间数据总是根据需要，按照事先规划的一组地理网格切分，形成信息体，并以此为单元进行组织。不同行业的信息管理系统应用不同的地理网格组织数据，例如测绘中的“图幅”、遥感中的“分景”、社会统计中的“行政区划”、GoogleEarth系统的“瓦片”…。事实上，同样的问题存在于同一信息管理系统的不同作业环节之间。正是由于纷繁而彼此独立的地理网格，切割出尺寸各异的数据体，由此造成空间数据资源“共享”、“互操作”和“平滑迁移”的困难。

由此可见，探索各种地理剖分网格的统一性构成要素与聚合方法，从而为解决上述问题提供途径，成为本项发明的应用背景与出发点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明以探寻统一的地理网格构成元组为目标，设计提出：“基于2ⁿ及整型一维数组的全球经纬度剖分网格”，其英文为Geographical coordinates Subdividing grid with One dimension integralcoding on 2ⁿ-Tree，缩写为GeoSOT。以GeoSOT网格剖分方案为基础，依次设计GeoSOT网格编码方案和GeoSOT网格聚合方法。三者之间的逻辑层次关系如图1所示，它们共同构成本发明的技术方案：

步骤1，将地球表面空间按照GeoSOT网格剖分方案进行剖分。

GeoSOT网格剖分方案基于经纬度坐标空间定义。经纬度坐标空间的原点为本初子午线与赤道的交点。剖分方法的要点有二：其一，是采用全四叉树递归剖分；其二，是网格编码保持整数“度、分、秒”量纲。为此，我们将经纬度坐标空间做了三次扩展：将180°×360°空间扩展到512°×512°；将每度的60′空间扩展到64′；将每分的60″空间扩展到64″。在逐级递归剖分过程中，当遇到没有实际地理意义的区域，不再向下剖分。

步骤2，对于经剖分所得到的GeoSOT网格面片赋予唯一编码。

GeoSOT网格编码分为三段：度级、分级、秒级及秒以下网格编码。当可以利用编码长度来隐含网格层级时，编码越长表明网格越细；当无法利用编码长度来隐含网格层级时，需要额外的网格层级编码。GeoSOT网格编码有四种形式：四进制1维编码、二进制1维编码、二进制2维编码、十进制2维编码。

步骤3，利用有限几种GeoSOT网格作为基础元组，聚合形成任意指定一种地理网格，并自动赋予聚合网格以全球唯一编码。

用于聚合的GeoSOT网格，称为BAC网格(Basic Aggregation Cells，基础聚合网格)其中4°、2°、1°、2′、1′、2″、1″、0.5″网格，分别命名为BAC0、BAC1、BAC2、...、BAC7，作为聚合基础网格，利用BAC网格可以方便地聚合出任何现有基于经纬度的地理网格。我们将在以下“具体实施方式”节，说明GeoSOT网格的聚合方法和对聚合网格的编码方法。

作为本发明应用之一，可以利用GeoSOT网格实现对现有系统的技术改造：首先，利用GeoSOT网格对现有系统的空间数据资源进行剖分化处理，使原有空间数据资源具有GeoSOT网格标记，在此基础，对老系统的索引途径进行适当的改造，使各作业环节(存储、检索、处理、表达、应用)的空间数据按照GeoSOT网格重新组织，最终实现提高系统运行效率的目的。