空间信息多级网格划分方法研究

《空间信息多级网格划分方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、空间信息多级网格划分方法研究彭明军武汉市城市规划信息中心，湖北武汉430014摘要：本文对空间信息多级网格的规则网格划分和不规则网格划分方法进行了研究，阐述了基于多面体的划分和基于地理坐标划分的规则划分方法，分析了不规则网格划分方法，研究和比较了规则网格和不规则网格的适用范围。关键词：规则网格不规则网格划分1.概述在地学领域，网格通常是指对地理空间的划分。出于不同的研究目的，出现了很多的划分方法，如Goodchild和Yang错误！未找到引用源。、Sahr，White等错误！未找到引用源。研究的“全球网格

2、”（GlobalGrid），采用多面体模拟地球，并逐级划分地球，从而有效地描述地球表面的空间位置关系，以解决GIS空间定位、空间检索机制等方面的问题。1991年实施的中华人民共和国国家标准《地理格网》（GB12409-90）中规定，地理网格的划分与编码是用以标识与地理空间分布有关的资源和环境信息，保证其存储、统计、分析与交换的一致性，实现信息共享。城市中的各种管理单元的划分，如行政界线、人口普查小区、税务登记区、邮递区等，是根据管理工作的需要进行的空间划分。空间多级网格是对空间的多级划分，二叉树、四叉树和

3、八叉树都是将特定空间范围进行逐级网格划分，同时，四叉树的叶节点根据网格划分的深度不同而不同，形成不同的层次网格，我国的省－市－区－街也是一种典型的管理单元网格的多级划分。从网格形状上讲，网格的划分有规则网格划分和不规则网格划分两种。规则的网格划分主要是以整个地球表面为研究背景的网格划分，也有的研究采用规则网格对小范围区域进行划分。不规则网格划分主要是为满足管理需求进行的各级行政单元划分。每个国家的边界划分，国家内部省、市、县等行政管理单元的划分是一种典型的不规则网格。不规则网格的划分在行政管理中有重要的应

4、用。2.规则网格划分以整个地球表面为研究背景的网格一般采用规则的划分方式，基本原理是用可变尺度的网格覆盖地球椭球体表面，并采用一定的编码方法对网格进行编码，该编码可以和经纬度进行转换，得到网格中的每一个点在地心坐标系中的坐标，这种网格划分主要是研究球面坐标环境下的空间数据结构，空间定位和表达，其目的在于建立全球统一的空间信息定位基础。2.1基于多面体划分的地理网格基于多面体划分基本方法是利用球体的内接正多面体作为划分的基础。许多学者根据不同的需要，选择不同的多面体进行全球划分，如正4面体、正6面体、正8面

5、体错误！未找到引用源。等。Goodchild和Shiren错误！未找到引用源。、Sahr，White等错误！未找到引用源。对基于正8面体的QTM（QuaternaryTriangleMesh），详细探讨了划分方法、Loc8编码及编码ID与地理坐标的转换方法。也有使用经纬度对地球表面进行网格划分的，如EQT（EllipsoidalQuadtrees，椭球四叉树）错误！未找到引用源。、全球四叉树系统等。273采用多面体进行全球多层次90°N划分时，正8面体的顶点占据球面主要点（包括两极），边的投影则与赤道、主

6、子午线和90°、180°、270°子午线重合，如图2-2-1所示。这样，很容易确定球面上的一个点在正8面体的哪一个投影面上。每90°W90°E一个投影面都是正球面三角形，内接正8面体的球面投影划分是规则等三角划分，全部边和内角都相0°E/W等，球面网格与常用的球面经纬度网格很容易转换。最常用的方法是90°S根据顶点的经纬度坐标进行平均，图1正8面体划分产生三条边的中点，中点连线的球面投影即把球面三角形分为4个小球面三角形。以此类推，对整个球面进行了近似均匀划分的正8面体的球面层次递归划分，如图2所示。（a

7、）正8面体（b）正32面体（c）128面体（d）512面体（e）2048面体（f）8192面体图2基于正8面体的球面层次递归划分这种划分方法很容易与球面经纬度网格坐标进行转化，对球面进行多次递归划分后，其2面积逐渐减小。经过30级划分后，每个三角形的面积小于2cm。基于多面体划分的网格编码是在递归细分的基础上，对每个小网格给定一个唯一的编号，并确定与经纬度坐标之间的关系，以便于快速定位和查询，其编码方法与网格划分关系十分密切。对全球进行基于8面体的QTM划分，使全球每一个细分的球面三角网格对应着唯一的地址

8、编码。如果每一个球面三角形用一对经纬度坐标来表示（假设为三角形中心点的经纬度坐标），三角形地址码与经纬度（或空间三维坐标）就可以在任一分辨率下建立一一对应关系，即任一个QTM地址码，就有一对经纬度坐标（在一定的精度范围内）与之相对274应；反之，任意一对经纬度坐标就有且只有一个三角形地址码与之相对应。这样，QTM网格就可以作为一个全球层次坐标系统错误！未找到引用源。。球面任意实体的表达都能够建立在统一的数字空间系统内，有利于全