CN111898819B - 空间网格划分方法及装置 - Google Patents

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CN111898819B CN202010725726.7A CN202010725726A CN111898819B CN 111898819 B CN111898819 B CN 111898819B CN 202010725726 A CN202010725726 A CN 202010725726A CN 111898819 B CN111898819 B CN 111898819B
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Abstract

本发明实施例提供一种空间网格划分方法及装置，方法包括：获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，计算用户输入的经度所在的经度间隔编号和用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；根据经度间隔编号和纬度间隔编号获取划分尺度下的经纬网格；计算用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取划分尺度下的高度范围；根据经纬网格和高度范围，获取划分尺度下的三维网格空间。本发明实施例一方面根据用户的指定实现任意三维空间的网格划分；另一方面，根据设定的划分尺度对三维网格空间的粗细度进行精准控制。

Description

空间网格划分方法及装置
技术领域
本发明属于数字城市和智能城市技术领域，尤其涉及一种空间网格划分方法及装置。
背景技术
目前数字城市、智能城市在日常生活中，扮演着越来越重要的作用。在数字城市、智能城市应用中，一个显著的特点是涉及到的数据量及其庞大。一般情况下，城市级几十个T，国家级几百T，全球级可达几万T。如此庞大的数据，对数据的使用和管理等提出了挑战。
目前，通过对区域进行划分，将一个大的区域划分成多个子区域。根据区域的划分，将大区域的数据拆分成多个子区域的数据。将每个子区域的数据与其编号进行关联，从而可以更快检索出感兴趣的数据。
现有技术在进行区域划分时，是对区域的地表面积进行划分。一方面，当划分的子区域中的数据量依然很大时，数据检索的速度依然很慢；另一方面，划分的尺度依然较粗，无法满足细尺度的应用需求。
发明内容
为克服上述现有的对区域的地表面积进行划分导致数据检索的速度依然很慢且无法满足细尺度的应用需求的问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种空间网格划分方法及装置。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种空间网格划分方法，包括：
获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；
其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储。
具体地，通过以下公式根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号：
idl＝floor((l-ol)/dl)；
其中，idl为所述经度间隔编号，floor表示向下取整函数，l表示用户输入的经度，ol表示所述经度原点，dl表示所述划分尺度对应的预设经度间隔长度；
通过以下公式根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号：
idb＝floor((b-ob)/db)；
其中，idb为所述纬度间隔编号，b表示用户输入的纬度，ob表示所述纬度原点，db表示所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度；
通过以下公式根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号：
idh＝floor((h-oh)/dh)；
其中，idh为所述高度间隔编号，h表示用户输入的高度，oh表示所述高度原点，dh表示所述划分尺度对应的预设高度间隔长度。
具体地，根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格的步骤包括：
根据所述经度原点、预设经度间隔长度和经度间隔编号，确定所述划分尺度下的经纬网格的经度范围为[ls,lb]；其中，ls＝ol+idl*dl，lb＝ls+dl；
根据纬度原点、预设纬度间隔长度和纬度间隔编号，确定所述划分尺度下的纬度范围为[bs,bb]；其中，bs＝ob+idb*db，bb＝bs+db；
根据[ls,lb]和[bs,bb]，确定所述划分尺度下的经纬网格的四个顶点坐标为(ls，bs)、(lb，bs)、(ls，bb)和(lb，bb)；
根据四个顶点坐标绘制所述经纬网格。
具体地，根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围的步骤包括：
根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号确定所述划分尺度下的高度范围为[hs,hb]；其中，hs＝oh+idh*dh，hb＝hs+dh。
具体地，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤包括：
根据所述经纬网格和高度范围，确定所述划分尺度下的三维网格空间的八个顶点坐标为(bs,ls,hs)、(bs,ls,hb)、(bs,lb,hs)、(bs,lb,hb)、(bb,ls,hs)、(bb,ls,hb)、(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)；
其中，点对(bs,ls,hs)和(bs,ls,hb)、点对(bs,lb,hs)和(bs,lb,hb)、点对(bb,ls,hs)和(bb,ls,hb)，以及点对(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)中，每对点对构成的所述划分尺度下的三维网格空间的棱为直线线段；
所述三维网格空间中除为直线线段的四条棱以外的八条棱为椭球曲面弧段；其中，所述椭球曲面弧段为每条棱的两个端点沿着地球表面连接所形成的弧段。
具体地，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：
对于所述三维网格空间中的任一条椭球曲面弧段，获取该条椭球曲面弧段对应的玄线段的中点，将所述中点映射到所述椭球曲面弧段上；
将所述椭球曲面弧段的两个端点分别与所述中点在所述椭球曲面弧段上的映射点进行连接；
若连接的两条线段之间的夹角小于预设阈值，则将连接的两条线段作为新的椭球曲面弧段，直到所述连接的两条线段之间的夹角大于或等于所述预设阈值；
将所述椭球曲面弧段上的所有映射点进行顺序连接，根据连接结果对该条椭球曲面弧段进行修正。
具体地，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：
根据所述经度间隔编号、纬度间隔编号和高度间隔编号，生成所述划分尺度下的三维网格空间的编码；
获取所述三维网格空间的数据，将所述三维网格空间的数据和所述三维网格空间的编码进行关联存储，以根据所述三维网格空间的编码检索出所述三维网格空间的数据。
根据本发明实施例第二方面提供一种空间网格划分装置，包括：
第一计算模块，用于获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
第一划分模块，用于根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
第二计算模块，用于根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
第二划分模块，用于根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；
其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储。
根据本发明实施例的第三个方面，还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的空间网格划分方法。
根据本发明实施例的第四个方面，还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的空间网格划分方法。
本发明实施例提供一种空间网格划分方法及装置，该方法通过根据用户输入的全球内外空间范围内任意一个空间点的经度、纬度和高度，并根据需要输入空间网格的划分尺度，划分出用户输入的空间点在用户输入的划分尺度下的三维网格空间，一方面，根据用户的指定实现任意三维空间的网格划分，将城市数据按三维网格空间进行划分得到的三维网格空间数据空间层次更加分明；另一方面，根据设定的划分尺度对三维网格空间的粗细度进行精准控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的空间网格划分方法整体流程示意图；
图2为本发明实施例提供的空间网格划分装置整体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备整体结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在本发明的一个实施例中提供一种空间网格划分方法，图1为本发明实施例提供的空间网格划分方法整体流程示意图，该方法包括：S101，获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
本实施例中对于空间网格的划分是对一定范围内，含地表区域范围和地表上下一定空间范围进行三维分块。可以对全球范围内，包括地球内部空间和地球外部空间划分成多个三维空间区域。
在进行空间网格划分时，考虑到潜在应用的多样性，需要满足粗尺度和/或细尺度要求。粗尺度对应的网格经度、纬度和高度方向长度有时需要足够大，可达百公里；细尺度对应的网格经度、纬度、高度方向长度有时需要足够小，可达厘米级。
用户根据需要可以输入全球内外空间范围内任意一个空间点的经度、纬度和高度，并根据需要输入空间网格的划分尺度，划分尺度的大小反映划分的空间网格的大小。划分出用户输入的空间点在用户输入的划分尺度下的三维网格空间。本实施例中用户输入的划分尺度为一个，用户还可以根据实际需要输入多个划分尺度，也可以输入划分层级，划分层级对应有多个划分尺度，从而划分出用户输入的空间点在多个划分尺度下的三维网格空间。
例如，用户输入的划分层级为10，划分层级10对应有10级划分尺度，其中，经度的划分尺度l10＝{6度,1度,15分,1分,4秒,2秒,1/4秒,1/32秒,1/256秒,1/2048秒}，l10中的每个元素表示每个划分尺度对应的预设经度间隔长度。纬度的划分尺度b10＝{4度,1度,10分,1分,4秒,2秒,1/4秒,1/32秒,1/256秒,1/2048秒}，b10中的每个元素表示每个划分尺度对应的预设纬度间隔长度。高度的划分尺度h10＝{512000米,128000米,32000米,2000米,128米,64米,8米,1米,12.5厘米,1.5厘米}，h10中的每个元素表示每个划分尺度对应的预设高度间隔长度。此外，对于每一级划分尺度k，预设经度间隔长度dl＝l10[k]，预设纬度间隔长度db＝b10[k]，预设高度间隔长度dh＝h10[k]。
在划分用户输入的空间点在划分尺度下的三维网格空间时，首先对经纬度原点和高度原点进行初始化，如经度原点ol＝-180，纬度原点ob＝0，高度原点oh＝0。将需要划分的区域或全球区域中的经度范围划分成多个子经度范围，对每个子经度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设经度间隔长度将经度范围进行划分成等长的多个子经度范围。用户输入的经度所在的经度间隔编号是指用户输入的经度所在的子经度范围的编号。
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
将需要划分的区域或全球区域中的纬度范围划分成多个子纬度范围，对每个子纬度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设纬度间隔长度将纬度范围划分成等长的多个子纬度范围。用户输入的纬度所在的纬度间隔编号是指用户输入的纬度所在的子纬度范围的编号。
根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
本实施例根据经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号确定划分尺度下经纬网格的顶点坐标，根据顶点坐标绘制出经纬网格。经纬网格为二维网格。
根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
将需要划分的区域或全球区域中的高度范围划分成多个子高度范围，对每个子高度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设高度间隔长度将高度范围划分成等长的多个子高度范围。用户输入的高度所在的高度间隔编号是指用户输入的高度所在的子高度范围的编号。根据高度间隔编号确定划分尺度下的高度范围，即用户输入的高度所在的子高度范围。
根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储。
根据二维的经纬网格和高度范围，确定划分尺度下三维网格空间的顶点坐标，根据三维网格空间的顶点坐标绘制出三维网格空间。
本实施例通过根据用户输入的全球内外空间范围内任意一个空间点的经度、纬度和高度，并根据需要输入空间网格的划分尺度，划分出用户输入的空间点在用户输入的划分尺度下的三维网格空间，一方面，根据用户的指定实现任意三维空间的网格划分，将城市数据按三维网格空间进行划分得到的三维网格空间数据空间层次更加分明；另一方面，根据设定的划分尺度对三维网格空间的粗细度进行精准控制。
在上述实施例的基础上，本实施例通过以下公式根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号：
idl＝floor((l-ol)/dl)；
其中，idl为所述经度间隔编号，floor表示向下取整函数，l表示用户输入的经度，ol表示所述经度原点，dl表示所述划分尺度对应的预设经度间隔长度；
通过以下公式根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号：
idb＝floor((b-ob)/db)；
其中，idb为所述纬度间隔编号，b表示用户输入的纬度，ob表示所述纬度原点，db表示所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度；
通过以下公式根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号：
idh＝floor((h-oh)/dh)；
其中，idh为所述高度间隔编号，h表示用户输入的高度，oh表示所述高度原点，dh表示所述划分尺度对应的预设高度间隔长度。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格的步骤包括：根据所述经度原点ol、预设经度间隔长度dl和经度间隔编号idl，确定所述划分尺度下的经纬网格的经度范围为[ls,lb]；其中，ls＝ol+idl*dl，lb＝ls+dl；
根据纬度原点ob、预设纬度间隔长度db和纬度间隔编号idb，确定所述划分尺度下的纬度范围为[bs,bb]；其中，bs＝ob+idb*db，bb＝bs+db；
根据[ls,lb]和[bs,bb]，确定所述划分尺度下的经纬网格的四个顶点坐标为(ls，bs)、(lb，bs)、(ls，bb)和(lb，bb)；根据四个顶点坐标绘制所述经纬网格。
本实施例中将经纬网格表示为[ls,lb]×[bs,bb]。根据经度间隔编号idl和纬度间隔编号idb，得到划分尺度下二维经纬网格的编码。并将经纬度原点更新为划分尺度下经纬网格的左下角点，即(ls，bs)。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围的步骤包括：根据所述高度原点oh、预设高度间隔长度dh和高度间隔编号idh确定所述划分尺度下的高度范围为[hs,hb]；其中，hs＝oh+idh*dh，hb＝hs+dh。更新高度原点为oh＝hs。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤包括：根据所述经纬网格[ls,lb]×[bs,bb]和高度范围[hs,hb]，确定所述划分尺度下的三维网格空间[ls,lb]×[bs,bb]×[hs,hb]；三维网格空间[ls,lb]×[bs,bb]×[hs,hb]的八个顶点坐标为(bs,ls,hs)、(bs,ls,hb)、(bs,lb,hs)、(bs,lb,hb)、(bb,ls,hs)、(bb,ls,hb)、(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)；将八个顶点坐标中的经度坐标、纬度坐标和高度坐标转换为笛卡尔空间中的三维坐标。
其中，点对(bs,ls,hs)和(bs,ls,hb)、点对(bs,lb,hs)和(bs,lb,hb)、点对(bb,ls,hs)和(bb,ls,hb)，以及点对(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)四对点对中，每对点对构成的所述划分尺度下的三维网格空间的棱为直线线段；即三维网格空间的12条棱中的4条棱为直线线段。
所述三维网格空间中除为直线线段的四条棱以外的八条棱为椭球曲面弧段；其中，所述椭球曲面弧段为每条棱的两个端点沿着地球表面连接所形成的弧段。
由点对(bs,ls,hs)和(bs,lb,hs)、点对(bb,ls,hs)和(bb,lb,hs)、点对(bs,ls,hs)和(bb,ls,hs)，以及点对(bs,lb,hs)和(bb,lb,hs)构成的三维网格空间底面的四条棱为椭球曲面弧段。同样，由点对(bs,ls,hb)和(bs,lb,hb)、点对(bb,ls,hb)和(bb,lb,hb)、点对(bs,ls,hb)和(bb,ls,hs)，以及点对(bs,lb,hs)和(bb,lb,hb)构成的三维网格空间顶面的四条棱为椭球曲面弧段。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：对于所述三维网格空间中的任一条椭球曲面弧段，获取该条椭球曲面弧段对应的玄线段的中点，将所述中点映射到所述椭球曲面弧段上；将所述椭球曲面弧段的两个端点分别与所述中点在所述椭球曲面弧段上的映射点进行连接；若连接的两条线段之间的夹角小于预设阈值，则将连接的两条线段作为新的椭球曲面弧段，直到所述连接的两条线段之间的夹角大于或等于所述预设阈值；将所述椭球曲面弧段上的所有映射点进行顺序连接，根据连接结果对该条椭球曲面弧段进行修正。
具体地，对三维网格空间中的八条椭球曲面弧段进行曲线直线化逼近。在线性化处理中，每次以每条椭球曲面弧段对应的玄为中介，取玄线段的中点，对玄线段的中点进行椭球面修正，得到相应的椭球曲面弧段上的映射点。对椭球曲面弧段的两个端点与映射点的连线进行线段光滑性评估，两条连线的夹角大于或等于预设阈值的为光滑，预设阈值接近于180，如175；否则，将使用映射点将椭球曲面弧段一分为二，继续逼近。使用修正后的八条椭球面曲线棱和四条执行线段棱定义用户输入的空间点在输入划分尺度下所在的三维网格空间。
在上述各实施例的基础上，本实施例中根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：根据所述经度间隔编号、纬度间隔编号和高度间隔编号，生成所述划分尺度下的三维网格空间的编码；获取所述三维网格空间的数据，将所述三维网格空间的数据和所述三维网格空间的编码进行关联存储，以根据所述三维网格空间的编码检索出所述三维网格空间的数据。
具体地，为每个三维网格空间生成唯一的三维编码。即每个三维编码对应一个特定的三维网格空间。在应用中，将每个三维网格空间的数据与其三维编码进行关联。在检索时，通过三维编码可以快速检索到感兴趣的数据，而且检索结果更加精准。
在本发明的另一个实施例中提供一种空间网格划分装置，该装置用于实现前述各实施例中的方法。因此，在前述空间网格划分方法的各实施例中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各个执行模块的理解。图2为本发明实施例提供的空间网格划分装置整体结构示意图，该装置包括第一计算模块201、第一划分模块202、第二计算模块203和第二划分模块204；其中：
第一计算模块201用于获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
在划分用户输入的空间点在划分尺度下的三维网格空间时，首先对经纬度原点和高度原点进行初始化。将需要划分的区域或全球区域中的经度范围划分成多个子经度范围，对每个子经度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设经度间隔长度将经度范围进行划分成等长的多个子经度范围。用户输入的经度所在的经度间隔编号是指用户输入的经度所在的子经度范围的编号。
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
将需要划分的区域或全球区域中的纬度范围划分成多个子纬度范围，对每个子纬度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设纬度间隔长度将纬度范围划分成等长的多个子纬度范围。用户输入的纬度所在的纬度间隔编号是指用户输入的纬度所在的子纬度范围的编号。
第一划分模块202用于根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
第一划分模块202根据经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号确定划分尺度下经纬网格的顶点坐标，根据顶点坐标绘制出经纬网格。经纬网格为二维网格。
第二计算模块203用于根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
将需要划分的区域或全球区域中的高度范围划分成多个子高度范围，对每个子高度范围进行顺序编号。本实施例中按照预设高度间隔长度将高度范围划分成等长的多个子高度范围。用户输入的高度所在的高度间隔编号是指用户输入的高度所在的子高度范围的编号。根据高度间隔编号确定划分尺度下的高度范围，即用户输入的高度所在的子高度范围。
第二划分模块204用于根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储。
第二划分模块204根据二维的经纬网格和高度范围，确定划分尺度下三维网格空间的顶点坐标，根据三维网格空间的顶点坐标绘制出三维网格空间。
本实施例通过根据用户输入的全球内外空间范围内任意一个空间点的经度、纬度和高度，并根据需要输入空间网格的划分尺度，划分出用户输入的空间点在用户输入的划分尺度下的三维网格空间，一方面，根据用户的指定实现任意三维空间的网格划分，将城市数据按三维网格空间进行划分得到的三维网格空间数据空间层次更加分明；另一方面，根据设定的划分尺度对三维网格空间的粗细度进行精准控制。
在上述实施例的基础上，本实施例中第一计算模块通过以下公式根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号：
idl＝floor((l-ol)/dl)；
其中，idl为所述经度间隔编号，floor表示向下取整函数，l表示用户输入的经度，ol表示所述经度原点，dl表示所述划分尺度对应的预设经度间隔长度；
第一计算模块通过以下公式根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号：
idb＝floor((b-ob)/db)；
其中，idb为所述纬度间隔编号，b表示用户输入的纬度，ob表示所述纬度原点，db表示所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度；
第二计算模块通过以下公式根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号：
idh＝floor((h-oh)/dh)；
其中，idh为所述高度间隔编号，h表示用户输入的高度，oh表示所述高度原点，dh表示所述划分尺度对应的预设高度间隔长度。
在上述实施例的基础上，本实施例中第一划分模块具体用于：根据所述经度原点、预设经度间隔长度和经度间隔编号，确定所述划分尺度下的经纬网格的经度范围为[ls,lb]；其中，ls＝ol+idl*dl，lb＝ls+dl；根据纬度原点、预设纬度间隔长度和纬度间隔编号，确定所述划分尺度下的纬度范围为[bs,bb]；其中，bs＝ob+idb*db，bb＝bs+db；根据[ls,lb]和[bs,bb]，确定所述划分尺度下的经纬网格的四个顶点坐标为(ls，bs)、(lb，bs)、(ls，bb)和(lb，bb)；根据四个顶点坐标绘制所述经纬网格。
在上述实施例的基础上，本实施例中第二计算模块用于：根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号确定所述划分尺度下的高度范围为[hs,hb]；其中，hs＝oh+idh*dh，hb＝hs+dh。
在上述实施例的基础上，本实施例中第二划分模块用于：根据所述经纬网格和高度范围，确定所述划分尺度下的三维网格空间的八个顶点坐标为(bs,ls,hs)、(bs,ls,hb)、(bs,lb,hs)、(bs,lb,hb)、(bb,ls,hs)、(bb,ls,hb)、(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)；其中，点对(bs,ls,hs)和(bs,ls,hb)、点对(bs,lb,hs)和(bs,lb,hb)、点对(bb,ls,hs)和(bb,ls,hb)，以及点对(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)中，每对点对构成的所述划分尺度下的三维网格空间的棱为直线线段；所述三维网格空间中除为直线线段的四条棱以外的八条棱为椭球曲面弧段；其中，所述椭球曲面弧段为每条棱的两个端点沿着地球表面连接所形成的弧段。
在上述实施例的基础上，本实施例中还包括修正模块，用于对于所述三维网格空间中的任一条椭球曲面弧段，获取该条椭球曲面弧段对应的玄线段的中点，将所述中点映射到所述椭球曲面弧段上；将所述椭球曲面弧段的两个端点分别与所述中点在所述椭球曲面弧段上的映射点进行连接；若连接的两条线段之间的夹角小于预设阈值，则将连接的两条线段作为新的椭球曲面弧段，直到所述连接的两条线段之间的夹角大于或等于所述预设阈值；将所述椭球曲面弧段上的所有映射点进行顺序连接，根据连接结果对该条椭球曲面弧段进行修正。
在上述实施例的基础上，本实施例中还包括编码模块，用于根据所述经度间隔编号、纬度间隔编号和高度间隔编号，生成所述划分尺度下的三维网格空间的编码；获取所述三维网格空间的数据，将所述三维网格空间的数据和所述三维网格空间的编码进行关联存储，以根据所述三维网格空间的编码检索出所述三维网格空间的数据。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法：获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，计算用户输入的经度所在的经度间隔编号和用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；根据经度间隔编号和纬度间隔编号获取划分尺度下的经纬网格；计算用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取划分尺度下的高度范围；根据经纬网格和高度范围，获取划分尺度下的三维网格空间。
此外，上述的存储器303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，计算用户输入的经度所在的经度间隔编号和用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；根据经度间隔编号和纬度间隔编号获取划分尺度下的经纬网格；计算用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取划分尺度下的高度范围；根据经纬网格和高度范围，获取划分尺度下的三维网格空间。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种空间网格划分方法，其特征在于，包括：
获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；
其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储；
并且，通过以下公式根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号：
idl＝floor((l-ol)/dl)；
其中，idl为所述经度间隔编号，floor表示向下取整函数，l表示用户输入的经度，ol表示所述经度原点，dl表示所述划分尺度对应的预设经度间隔长度；
通过以下公式根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号：
idb＝floor((b-ob)/db)；
其中，idb为所述纬度间隔编号，b表示用户输入的纬度，ob表示所述纬度原点，db表示所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度；
通过以下公式根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号：
idh＝floor((h-oh)/dh)；
其中，idh为所述高度间隔编号，h表示用户输入的高度，oh表示所述高度原点，dh表示所述划分尺度对应的预设高度间隔长度。
2.根据权利要求1所述的空间网格划分方法，其特征在于，根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格的步骤包括：
根据所述经度原点、预设经度间隔长度和经度间隔编号，确定所述划分尺度下的经纬网格的经度范围为[ls,lb]；其中，ls＝ol+idl*dl，lb＝ls+dl；
根据纬度原点、预设纬度间隔长度和纬度间隔编号，确定所述划分尺度下的纬度范围为[bs,bb]；其中，bs＝ob+idb*db，bb＝bs+db；
根据[ls,lb]和[bs,bb]，确定所述划分尺度下的经纬网格的四个顶点坐标为(ls，bs)、(lb，bs)、(ls，bb)和(lb，bb)；
根据四个顶点坐标绘制所述经纬网格。
3.根据权利要求2所述的空间网格划分方法，其特征在于，根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围的步骤包括：
根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号确定所述划分尺度下的高度范围为[hs,hb]；其中，hs＝oh+idh*dh，hb＝hs+dh。
4.根据权利要求3所述的空间网格划分方法，其特征在于，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤包括：
根据所述经纬网格和高度范围，确定所述划分尺度下的三维网格空间的八个顶点坐标为(bs,ls,hs)、(bs,ls,hb)、(bs,lb,hs)、(bs,lb,hb)、(bb,ls,hs)、(bb,ls,hb)、(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)；
其中，点对(bs,ls,hs)和(bs,ls,hb)、点对(bs,lb,hs)和(bs,lb,hb)、点对(bb,ls,hs)和(bb,ls,hb)，以及点对(bb,lb,hs)和(bb,lb,hb)中，每对点对构成的所述划分尺度下的三维网格空间的棱为直线线段；
所述三维网格空间中除为直线线段的四条棱以外的八条棱为椭球曲面弧段；其中，所述椭球曲面弧段为每条棱的两个端点沿着地球表面连接所形成的弧段。
5.根据权利要求4所述的空间网格划分方法，其特征在于，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：
对于所述三维网格空间中的任一条椭球曲面弧段，获取该条椭球曲面弧段对应的玄线段的中点，将所述中点映射到所述椭球曲面弧段上；
将所述椭球曲面弧段的两个端点分别与所述中点在所述椭球曲面弧段上的映射点进行连接；
若连接的两条线段之间的夹角小于预设阈值，则将连接的两条线段作为新的椭球曲面弧段，直到所述连接的两条线段之间的夹角大于或等于所述预设阈值；
将所述椭球曲面弧段上的所有映射点进行顺序连接，根据连接结果对该条椭球曲面弧段进行修正。
6.根据权利要求1-5任一所述的空间网格划分方法，其特征在于，根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间的步骤之后还包括：
根据所述经度间隔编号、纬度间隔编号和高度间隔编号，生成所述划分尺度下的三维网格空间的编码；
获取所述三维网格空间的数据，将所述三维网格空间的数据和所述三维网格空间的编码进行关联存储，以根据所述三维网格空间的编码检索出所述三维网格空间的数据。
7.一种空间网格划分装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于获取用户输入的经度、纬度、高度和划分尺度，根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号；
根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号；
第一划分模块，用于根据所述经度原点、纬度原点、预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度、经度间隔编号和纬度间隔编号，获取所述划分尺度下的经纬网格；
第二计算模块，用于根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号；根据所述高度原点、预设高度间隔长度和高度间隔编号，获取所述划分尺度下的高度范围；
第二划分模块，用于根据所述经纬网格和高度范围，获取所述划分尺度下的三维网格空间；
其中，所述划分尺度与所述预设经度间隔长度、预设纬度间隔长度和预设高度间隔长度预先关联存储；
并且，通过以下公式根据所述用户输入的经度、所述划分尺度对应的预设经度间隔长度和经度原点，计算所述用户输入的经度所在的经度间隔编号：
idl＝floor((l-ol)/dl)；
其中，idl为所述经度间隔编号，floor表示向下取整函数，l表示用户输入的经度，ol表示所述经度原点，dl表示所述划分尺度对应的预设经度间隔长度；
通过以下公式根据所述用户输入的纬度、所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度和纬度原点，计算所述用户输入的纬度所在的纬度间隔编号：
idb＝floor((b-ob)/db)；
其中，idb为所述纬度间隔编号，b表示用户输入的纬度，ob表示所述纬度原点，db表示所述划分尺度对应的预设纬度间隔长度；
通过以下公式根据用户输入的高度、所述划分尺度对应的预设高度间隔长度和高度原点，计算所述用户输入的高度所在的高度间隔编号：
idh＝floor((h-oh)/dh)；
其中，idh为所述高度间隔编号，h表示用户输入的高度，oh表示所述高度原点，dh表示所述划分尺度对应的预设高度间隔长度。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述空间网格划分方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述空间网格划分方法的步骤。
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