数据集格网剖分

使用说明

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、关系复杂,导致不同部门按自身行业特点采用不同数据组织网络,在进行跨部门数据应用时,不同的数据组织和记录方式会带来极大不便,不利于空间信息的交流和共享。北京大学的研究团队提出基于GeoSOT网络的遥感数据组织方案,可以很好地解决跨部门之间遥感数据相互兼容和历史数据集成问题。

GeoSOT是基于 2^n 及整型一维数组全球经纬度剖分网格,可以对全球经纬网进行剖分并对一个矩形区域进行唯一编码。实质是一种空间数据组织和管理的方式,也就是格网化地进行空间数据管理和组织。

GeoSOT 网格通过地球表面经纬度范围空间经过3次扩展后再对其进行严格的递归四叉剖分,由此将整个地球分割为大到全球、小到厘米级的整度、整分、整秒和秒以下的层次网格体系,其中,第 1 次空间扩展是将整个地球表面扩展为 512°×512°,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。1″以下剖分单元直接采用四叉分割,直 32 级到(1/2048)″。这样,整个地球表面经纬度空间在经线方向和纬线方向通过严格的 2 分方法,将整个地球表面分割为覆盖全球的多级网格体系。

GeoSOT1

根据 GeoSOT 网格的划分方案,总体上 GeoSOT 网格单元大小是一致的,但局部层级局部网格单元大小略有不同。例如,0 级网格地球表面为 180°×360°,2 级网格有 90°×128°、90°×52°两种情况,而 32′网格有四种情况等。不同层级 GeoSOT 网格单元大小如表 所示:

层级 网格划分大小 赤道附近大致尺度 GeoSOT 网格实际可能的大小 网格数量
G 512°网格 全球 180°x 360° 1
1 256°网格 1/4地球 90°x 180° 4
2 128°网格 90°x 128°、90°x 52° 8
3 64°网格 64°x 64°、26°x 64°、64°x 52°、26°x 52° 24
4 32°网格 32°x 32°、26°x 32°、32°x 20°、26°x 20° 72
5 16°网格 16°x 16°、10°x 16°、16°x 4°、10°x 4° 288
6 8°网格 1024公里网格 8°x 8°、8°x 4° 1012
7 4°网格 512公里网格 4°x 4° 3960
8 2°网格 256公里网格 2°x 2° 15840
9 1°网格 128公里网格 1°x 1° 63360
10 32′网格 64公里网格 32′ x 32′、28′ x 32′、32′ x 28′、28′ x 28′ 253440
11 16′网格 32公里网格 16′ x 16′、12′ x 16′、16′ x 12′、12′ x 12′ 1013760
12 8′网格 16公里网格 8′ x 8′、4′ x 8′、8′ x 4′、4′ x 4′ 4055040
13 4′网格 8公里网格 4′ x 4′ 14256000
14 2′网格 4公里网格 2′ x 2′ 57024000
15 1′网格 2公里网格 1′ x 1′ 228096000
16 32″网格 1公里网格 32″ x 32″、28″ x 32″、32″ x 28″、28″ x 28″ 912384000
17 16″网格 512米网格 16″ x 16″、12″ x 16″、16″ x 12″、12″ x 12″ 3649536000
18 8″网格 256米网格 8″ x 8″、4″ x 8″、8″ x 4″、4″ x 4″ 14598144000
19 4″网格 128米网格 4″ x 4″ 5132160万
20 2″网格 64米网格 2″ x 2″ 20528640万
21 1″网格 32米网格 1″ x 1″ 82114560万
22 1/2″网格 16米网格 1/2″ x 1/2″ 328458240万
23 1/4″网格 8米网格 1/4″ x 1/4″ 1313832960万
24 1/8″网格 4米网格 1/8″ x 1/8″ 5255331840万
25 1/16″网格 2米网格 1/16″ x 1/16″ 21021327360万
26 1/32″网格 1米网格 1/32″ x 1/32″ 84085309440万
27 1/64″网格 0.5米网格 1/64″ x 1/64″ 336341237760万
28 1/128″网格 25厘米网格 1/128″ x 1/128″ 1345364951040万
29 1/256″网格 12.5厘米网格 1/256″ x 1/256″ 5381459804160万
30 1/512″网格 6.2厘米网格 1/512″ x 1/512″ 21525839216640万
31 1/1024″网格 3.1厘米网格 1/1024″ x 1/1024″ 86103356866560万
32 1/2048″网格 1.5厘米网格 1/2048″ x 1/2048″ 344413427466240万

GeoSOT剖分网格的编码方法

针对 GeoSOT 网格剖分方案,采用64位编 码对各级剖分面片进行标识.其中,第0级剖分 面片标识为0,第1级剖分面片编码分别为00、 01、02和 03,并从第2级开始,下一 级剖分面片的编码在上一级剖分面片编码后追加 0、1、2和3.具体编码规则是,距赤道和本初子午 线的交点最近的剖分面片为0,最远的为3,然后 按照先沿纬线方向再沿经线方向对其他两个剖分 面片分别为1和2。

GeoSOT2

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,编码越长表名网格越细;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维编码和十进制2维编码。四进制编码比较短易于阅读,二进制不适合阅读一般用于计算。

  • 四进制一维编码

GeoSOT 网格采用最长32位4进制数值(0,1,2,3)编码。GeoSOT 网格的四进制一维编码以G开头,度、分、秒编码以“-”隔开,秒以下的编码以”.”隔开,形式为: Gddddddddd-mmmmmm-ssssss.uuuuuuuuuuu,其中,dmsu取值均为0,1,2,3. 其中的 ”-“和 ”.”符号主要用于阅读,可以省略。

数据集格网剖分算子是指定目标层级,对数据集进行格网剖分。结果为覆盖源数据集的格网面对象要素数据集(featureRDD),结果数据集中将包含一个 Code 字段,记录格网的四进制编码。

参数说明

参数名 默认值 参数释义 参数类型
要素数据集 指定的要进行GeoSOT剖分的要素数据集,必须为地理坐标系。 FeatureRDD
目标层级 剖分的层级,GeoSOT 定义的层级范围为 [1, 32],下拉列表中每行含义为:层级 网格划分大小 赤道附近大致尺度。 JavaGeoSOTLevel