GeoSOT 网格

使用说明

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：

• 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。
    
• 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。

Geo网格单元剖分编码

依据GeoSOT网格剖分原理，将GeoSOT网格编码采用64位编码对各级剖分网格进行标识。

最长的编码位为32位四进制数值编码。第1~9位是度级网格编码，第10~15位是分级网格编码，第16~21位是秒级网格编码，第22~32位是秒以下网格编码，编码长度即为网格层级。

GeoSOT 网格的四进制1维编码是以G开头，度、分、秒级编码以“-”隔开，秒以下的编码以“.”隔开，其形式为“Gddddddddd-mmmmmm-ssssss.uuuuuuuuuuu”。其中d、m、s、u取值均为0、1、2、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网格为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网格分别为1和2。

通过这种编码方式，实现对每个GeoSOT 网格单元进行编码且该编码全球唯一。同时，由于 GeoSOT 网格中每个网格在地球上具有确定的地理空间范围，因此 GeoSOT 网格单元剖编码具有了准确的地理空间含义，可在某种程度上具有地理空间坐标的意义。

功能入口

• 在当前工作空间中打开地图，地图选项卡->制图组->GeoSOT网格。
• 数据选项卡->数据处理组->地图制图->GeoSOT网格。

参数说明

• 开始层级：设置生成网格的起始层级，值域范围为[0,结束层级]，默认0，即起始层级为0级。
• 结束层级：设置生成网格的终止层级，值域范围为[开始层级,32]，支持开始层级与结束层级一致，方便用户只想生成一个级别网格。
• 范围类型：该范围仅支持地理坐标系下的范围，提供三种范围类型：全球范围、全国范围以及自定义，若选择“自定义范围”，可在左上右下四个文本框中输入四个角的坐标来定义图幅范围，也可通过右侧四个功能按钮来设置范围。

完成参数设置后，即可执行生成 GeoSOT 网格，生成成功后，程序默认将结果数据集添加至新的地图窗口中进行查看。

应用实例

以 SuperMap 示例数据 SampleData->World-> World 工作空间中的World_Google 地图为例，生成0-3级、全球范围的GeoSOT网格。

结果共生成4级网格图，每级网格图层属性表中将记录单个网格的编码、GeoSOT层级，以Code编码做单值专题图，叠加至地图，得到如下图所示结果。

部分区域落在实际地理区域范围之外，程序会对这部分网格进行裁剪，只保留有效地理区域范围内的数据，如第2级剖分网格中的G11、G01、G21、G31，以及第3级剖分网格中的G112、G103、312 G303等边缘网格。