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【知识竞答】第九周(10月7日-10月14日)第二题
6,152EXP 登峰造极 2022年10月07日

GeoSOT全球剖分网格地理编码包含的三次剖分扩展指的是什么?坐标点:北纬39°54′20″,东经116°25′29″,在第10级GeoSOT网格的四进制编码是多少?

47 个回答

对自地心至地球外围5万km的地球立体空间,进行八叉树剖分,并且将地球经纬度空间进行三次剖分 (将地球及其邻近经纬度空间扩展为512°×512°×512°,将1°扩展为64′,将1′扩展为64″),从而实现整分整度整秒的剖分网格,形成一个大到整个地球空间(0级)、小到厘米级体元(32级)的多尺度八叉树网格树,同时涵盖4˚、2˚、1˚、2′、1′、2″、1″、0.5″八个基本体元或面片。这种网格最大的有点就是和现有的经纬网格兼容性比较好。
550EXP 学富五车 2022年10月08日

GeoSOT 网格,即GeoSOT(Geographic Coordinate Subdividing Grid with One Dimension Integral Coding on 2n-Tree)是基于2n一维整型数组全球经纬剖分网格。

随着空间信息行业的发展,不同行业的空间数据内容专业、种类繁多、关系,其生产和维护往往分散于不同的单位,导致不同的部门之间及不同的系统之间所采用的数据网格标准各异。虽然不同部门建立各自独立的数据组织和索引方式,可很好地满足本部门的业务需求,但在进行跨部门数据应用时,不同的数据组织和记录方式则带来极大的不变,不利于空间信息的交流和共享。

GeoSOT全球经纬剖分网格是基于地理坐标系统划分的网格系统,可以无缝覆盖全球,并且网格之间连接较为均匀、稳定,其剖分网格具有可标识性、层次性、聚合性和关联性等特点,可实现层次之间的有机关联,为地图多尺度表达提供基础。该网格通过经纬网进行划分,因此与国家标准图幅很好地聚合和关联,能够方便地与现在主要的多种类型数据进行转换,有利于多源数据的兼容以及跨部门、跨系统之间的空间数据的整合和共享。

GeoSOT 网格通过地球表面经纬度范围空间经过3次空间扩展(将地球地理空间扩展为512°、将1°扩展为64′、将1′扩展为64″),实现了整度、整分的整型四叉树剖分网格,具体网格划分方法如下:

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  • 第1次扩展:先将地球通过简单投影变换为平面,将180°×360°扩展为512°×512°,作为第0级剖面,以本初子午线与赤道为交点为中心点,递归四叉剖分,直到1°网格单元,如图1,又可称为度级剖分网格,此次剖分包含10级,即0~9级。

    • 第0级网格是以本初子午线与赤道为交点为中心点的512°×512°单元格,第0级网格编码为G,意为全球(Globe),如图a所示。
    • 第1级网格在第0级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为256°×256°;第1级网格编码为Gd,其中d为0、1、2或3。如图b中,G0就对应空间信息区域位置为东北半球。
    • 第2级网格在第1级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为128°×128°。 第2级网格编码为Gdd,其中d为0、1、2或3。如图c中,G00就对应空间信息区域位置为东北半球大部。第2级剖分网格中,部分网格没有实际地理意义,例如G02与G03,不再进行划分;其它第2级网格作为一个整体进入下一级网格的划分,以下层级网格的划分相同。
      部分2级网格没有实际地理意义,不再向下划分,如图c所示。其他2级网格虽然有部分区域落在实际地理区域范围之外,仍然可以作为一个整体进行下一级网格划分,这种原则同样适用于以下网格的划分。
    • 第3级网格是第2级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为64°×64°;第3级网格编码为Gddd,其中d为0、1、2或3。如图d中,G001就对应空间信息区域位置为中国、印度与东南亚。
    • 下层网格剖分原则以此类推。
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  • 第2次扩展:是将1°网格单元从60′扩展为64′,然后递归四叉剖分,直到1′网格单元。又可称为分级剖分网格,此次剖分包含6级,即10~15级,第10级网格定义为在分级网格根节点基础上平均分为四份,每个网格大小为32′×32′;第10级网格编码为Gddddddddd-m,其中d、m取值0、1、2或3的四进制数。下层网格剖分原则以此类推。
  • 第3次扩展:是将1°网格单元从60″扩展为64″,然后递归四叉剖分,直到1″网格单元。1″以下剖分单元直接采用四叉分割,直到32级。秒级剖分网格是从第16级到第21级剖分,其秒级网格根节点与第15级网格(1′网格或60″网格)一一对应,且编码相同,网格大小从60″扩展到64″,如图3所示。GeoSOT 秒级剖分在第16级网格开始,定义为在秒级网格根节点基础上平均分为四份。第16级网格编码形式为:Gddddddddd-mmmmmm-s,其中d、m、s取值0、1、2或3的四进制数。下层网格剖分原则以此类推。
  • 秒以下22级-32级网格严格按照四分方法进行剖分和编码。

按照上述的剖分层级定义,GeoSOT网格一共分为32个层级,大到全球、小到厘米,均匀地将地球表面空间划分为多层次的网格,这些网格形成了全球四叉树系统。GeoSOT网格上下级别之间的面积之比大致都为4:1,是均匀变化的。各级GeoSOT网格的数量和在地面上大致的空间尺度大小如表1所示。

50EXP 初出茅庐 2022年10月08日

GeoSOT剖分框架的全称是基于2n及整型一维数组全球经纬度剖分格网(Geographiccoordinate Subdivision grid with One dimension integer coding on 2nTree),是全球立体空间范围内的一套二维与三维统一的剖分框架结构。

该剖分框架的核心思想是在对地球表面进行网格剖分时,巧妙的通过三次地球经纬度空间扩展(将地理空间扩展为东西512度和南北512度、将1°拓展为64′、将1′拓展为64″),从而完成了整度分、分、秒的整数型四叉树剖分网格。GeoSOT剖分方案的详细内容可参考文献《空间信息剖分组织导论》。

GeoSOT格网基于经纬度,实现对空间信息的层次性剖分。该系统有如下主要特点,包括:实现全球范围的多尺度剖分、格网覆盖全面并无缝无叠、计算上有二进制一维整形编码。

GeoSOT的全球空间基准选择的是国家大地坐标系CGCS2000,因此依据大地测量的理论与技术体系,GeoSOT可以最大限度地继承现存的历史数据;GeoSOT剖分框架中含有基础的4°、2°、1°、2′、1′、2″、1″、0.5″八个网格,与现有的测绘分幅体系兼容,能够聚合生成现有的以经纬度为基础的主要标准网格。

由于GeoSOT 二维剖分方案兼顾了现有的主要空间信息格网,因此与我国测绘、海洋、气象、国家地理格网以及美国的Google Earth,NASA的WorldWind等空间数据组织和管理的方法具有良好的聚合与关联关系。

50EXP 初出茅庐 2022年10月09日

第1次扩展:先将地球通过简单投影变换为平面,将180°×360°扩展为512°×512°,作为第0级剖面,以本初子午线与赤道为交点为中心点,递归四叉剖分,直到1°网格单元,又可称为度级剖分网格,此次剖分包含10级,即0~9级。

第2次扩展:是将1°网格单元从60′扩展为64′,然后递归四叉剖分,直到1′网格单元。又可称为分级剖分网格,此次剖分包含6级,即10~15级。

第3次扩展:是将1°网格单元从60″扩展为64″,然后递归四叉剖分,直到1″网格单元。1″以下剖分单元直接采用四叉分割,直到32级。

G001310322-230230-310312

55EXP 初出茅庐 2022年10月11日
GeoSOT剖分的第1级网格在第0级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为256°×256°;第1级网格编码为Gd,其中d为0、1、2或3。如图1(b)中,G0就对应空间信息区域位置为东北半球。GeoSOT剖分的第2级网格在第1级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为128°×128°。

        第2级网格编码为Gdd,其中d为0、1、2或3。如图1(c)中,G00就对应空间信息区域位置为东北半球大部。第2级剖分网格中,部分网格没有实际地理意义,例如G02与G03,不再进行划分;其它第2级网格作为一个整体进入下一级网格的划分,以下层级网格的划分相同。

        GeoSOT剖分的第3级网格是第2级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为64°×64°;第3级网格编码为Gddd,其中d为0、1、2或3。如图1(d)中,G001就对应空间信息区域位置为中国、印度与东南亚。下层网格剖分原则以此类推。
25EXP 初出茅庐 2022年10月11日
GeoSOT剖分的第1级网格在第0级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为256°×256°;第1级网格编码为Gd,其中d为0、1、2或3。G0就对应空间信息区域位置为东北半球。GeoSOT剖分的第2级网格在第1级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为128°×128°。

        第2级网格编码为Gdd,其中d为0、1、2或3。G00就对应空间信息区域位置为东北半球大部。第2级剖分网格中,部分网格没有实际地理意义,例如G02与G03,不再进行划分;其它第2级网格作为一个整体进入下一级网格的划分,以下层级网格的划分相同。

        GeoSOT剖分的第3级网格是第2级剖分网格基础上平均分为四份,每个网格大小为64°×64°;第3级网格编码为Gddd,其中d为0、1、2或3。G001就对应空间信息区域位置为中国、印度与东南亚。下层网格剖分原则以此类推
25EXP 初出茅庐 2022年10月12日
三次扩展指的是将地球地理空间扩展为512°、将1°扩展为64′、将1′扩展为64″。
50EXP 初出茅庐 2022年10月12日
第1次空间扩展是将整个地球表面扩展为512度×512度,面片中心与赤道和本初子午线的交点重合,然后递归4叉剖分,直到1度网格单元;第2次空间扩展是将1度网格单元从60扩展为64度,然后递归4叉剖分,直到1度网格单元;第3次空间扩展是将1度网格单元从60度扩展为64度,然后递归4叉剖分,直到1度网格单元。
55EXP 初出茅庐 2022年10月13日

第一次剖分扩展:将地球表面扩展为521°×521°,面片中心与赤道和本初子午线的交点重合,然后递归四叉剖分,直到1°网格单元。

第二次剖分扩展:将1°网格单位从60′扩展为64′,然后递归四叉部分,直到1°网格单元。

第三次剖分扩展:将1°网格单位从60″扩展为64″,然后递归四叉部分,直到1″网格单元。

四进制编码:G020301023-0

                       G221211032-1

25EXP 初出茅庐 2022年10月14日
第1次空间扩展的是将整个地球表面扩展为512°x512°,面片中心与赤道和本初子午线的交点重合,然后递归四叉剖分,直到1°网格单元;第2次空间扩展是将1°网格单元从60扩展为64',然后递归四叉剖分,直到1'网格单元;第3次空间扩展是将1'网格单元从60”扩展为64",然后递归四叉剖分,直到1"网格单元。
25EXP 初出茅庐 2022年10月14日
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