CN114387419A - 一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法及装置，该方法包括：采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。本发明通过多维剖分网格，实现三维地理实体空间剖分和编码，保证了三维地理实体表达的完整性。

Description

一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法及装置

技术领域

本发明涉及空间编码技术领域，尤其涉及一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法及装置。

背景技术

新型基础测绘是新基建、新型智慧城市建设的重要支撑。地理实体是新型基础测绘的核心内容，目前地理实体空间剖分与编码方法主要以二维为主，现有的北斗位置编码方法，是在地球空间剖分理论基础上发展起来的、适用于北斗卫星导航系统各种应用终端输出的一种网格位置编码，包括北斗二维网格位置码、北斗三维网格位置码、北斗参考网格位置码、北斗短位置码等，其主要缺点如下：

(1)平面和高度编码计算复杂。

(2)平面与高度编码层级不连续，不能够适用于地理实体的连续表达。

(3)在平面网格中，第9级约等于地球赤道处12.0cm×12.0cm网格、第10级约等于地球赤道处1.5cm×1.5cm网格，不适用于大部分地理实体粒度表达。

(4)在高度网格中，第9级和第10级也不适用于大部分地理实体粒度表达。

(5)目前各城市测绘使用的是正常高，标准采用的是大地高，无法直接进行高度编码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法及装置，以解决现有技术无法从多维的角度完整的表达三维地理实体的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法，包括：

采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；

根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；

根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

优选地，所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，包括：网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则。

优选地，所述采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格，包括：

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格；

基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。

优选地，所述根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围，包括：

所述平面剖分网格和所述高度剖分网格包括三维地理实体点集；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的边长，以确定所述三维地理实体点集的平面范围；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的高度，以确定所述三维地理实体点集的高度范围；

根据所述三维地理实体点集的平面范围和所述三维地理实体点集的高度范围计算所述三维地理实体的空间范围。

本发明还提供一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，包括：

网格剖分模块，用于采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；

计算模块，用于根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；

确定模块，用于根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

优选地，所述计算模块，还用于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则包括：网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则。

优选地，所述网格剖分模块，还用于：

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格；

基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。

优选地，所述计算模块，还用于：

所述平面剖分网格和所述高度剖分网格包括三维地理实体点集；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的边长，以确定所述三维地理实体点集的平面范围；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的高度，以确定所述三维地理实体点集的高度范围；

根据所述三维地理实体点集的平面范围和所述三维地理实体点集的高度范围计算所述三维地理实体的空间范围。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。本发明通过多维剖分网格，实现三维地理实体空间剖分和编码，保证了三维地理实体表达的完整性。

进一步的，实现了三维地理实体编码与多维剖分网格的相互映射，根据给定三维地理实体，可计算其空间位置编码，给定一个地理实体的空间位置编码，可计算出三维立体网格，编码与立体网格具有一对一的相互映射关系，解决了传统二维位置编码不能表达三维地理实体的关键问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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是本发明某一实施例提供的基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法的流程示意图；

图2是编码结构示例示意图；

图3是广州塔平面范围示意图；

图4是外接长方体示意图；

图5是第1级平面网格划分示意图；

图6是第1级高度网格划分示意图；

图7是第2级平面网格划分示意图；

图8是第2级高度网格划分示意图；

图9是本发明某一实施例提供的基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，本发明某一实施例提供一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法。如图1所示，该基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法包括步骤S101至步骤S103。各步骤具体如下：

S101：采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格。

地理实体(geo-entity)是新型基础测绘的核心内容。在新型基础测绘中，地理实体是指能够进行编码且有关联位置和属性信息的独立实体，作为桥梁和纽带，将基础地理信息数据库、人口数据库、法人数据库、不动产数据库连结在一起。空间剖分与位置编码是地理实体最重要的一项任务，是空间定位、空间分析与计算、空间关联等的基础。

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格，基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。采用以下方法确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格：

1)球体转化。将地球表面从赤道和本初子午线进行平面投影，建立基础网格。

2)扩展经、纬度范围。为了后续网格剖分建立，将经度从-180°～180°扩展至-256°～256°，将纬度从-90°～90°扩展至-256°～256°，形成512°×512°的正方形，作为0级平面网格。

3)建立第1级平面剖分网格。在0级网格的基础上，进行四叉剖分，形成4个平面子网格。二维平面网格编码用G0、G1、G2、G3分别代表西南半球、东南半球、西北半球、东北半球。

4)建立第2级平面剖分网格。在第1级网格的基础上，进行四叉剖分，形成4个平面子网格。二维平面网格用0、1、2、3按“Z”字型分别编码。

5)建立第n级平面剖分网格。第n级网格，均是在上一级网格的基础上，按四叉树剖分，形成4个子网格，分别用0、1、2、3按“Z”字型编码。如此迭代，不断细分网格，建立不同层次网格。为了便于四叉树剖分，将1°×1°分为64′×64′，即将第9级网格的网格大小由1°×1°扩展至64′×64′；将1′×1′分为64″×64″，即将第15级网格的网格大小由1′×1′扩展至64″×64″。

6)将高度扩展为0°～512°。从地心至地表上约56996km空间范围建立高度基础网格，即0级高度网格，1°约为111.32km。

7)建立第1级高度剖分网格。在0级网格的基础上，进行二叉剖分，形成2个子网格。用4、5编码分别表示0°～256°、256°～512°高度范围。

8)建立第2级高度剖分网格。在第1级网格的基础上，进行二叉剖分，形成2个子网格，用4、5按从低至高分别编码。

9)建立第n级高度剖分网格。第n级网格，均是在上一级网格的基础上，进行二叉剖分，形成2个子网格，用4、5按从低至高分别编码。如此迭代，不断细分网格，建立不同层次网格。将整个地球从地心到地表上约56996km的空间分割为0～32级层次网格体系，为三维地理实体的高度位置建立规则的参考框架。

S102：根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围。

预设的三维地理实体空间位置编码规则包括网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则，具体如下：

1)制定三维实体编码长度规则。针对不同需求，可采用定长编码或不定长编码的方式进行三维地理实体编码，本实施例采用了不定长编码。

2)制定三维实体网格层级规则。根据三维地理实体的最大范围和最小范围，制定网格剖分的最大和最小层级。

3)制定三维实体多维编码组合规则。平面和高度编码按照制定的规则组合。

请参阅图2，从左至右，各层级网格的平面位置码和高度位置码分别组合，形成三维实体第n级网格编码。

平面剖分网格和高度剖分网格包括三维地理实体点集，基于预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算三维地理实体点集的边长，以确定三维地理实体点集的平面范围，基于预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算三维地理实体点集的高度，以确定三维地理实体点集的高度范围，根据三维地理实体点集的平面范围和三维地理实体点集的高度范围计算三维地理实体的空间范围，具体如下：

1)三维地理实体点集X,Y坐标排序。将三维地理实体点集按照平面坐标(X,Y)分别排序，以便确定地理实体平面范围。若是单点，直接用该点平面坐标(X,Y)。

2)解算X_min、X_max。计算X坐标最小值(X_min)和最大值(X_max)，确定三维地理实体在X方向分布范围。

3)解算Y_min、Y_max。计算Y坐标最小值(Y_min)和最大值(Y_max)，确定三维地理实体在Y方向分布范围。

4)计算X方向长度。根据X_min、X_max计算X方向长度。

5)计算Y方向长度。根据Y_min、Y_max计算Y方向长度。

6)生成平面最小外接矩形。确定三维地理实体在二维空间的最小外接矩形。

7)地理实体点集高程h排序。将三维地理实体点集按照高程h分别排序，以便确定三维地理实体高度范围。

8)解算h_min、h_max。计算高程最小值(h_min)、最大值(h_max)以及高差(h_c),确定三维地理实体的高程范围。

9)计算大地高D_min、D_max。利用平面坐标转换程序、似大地水准面等资料，将正常高h_min、h_max转为大地高D_min、D_max。

10)计算最高点和最低点至地心距离(单位为°)。将三维地理实体角点的广州2000坐标(X,Y)转化为CGCS2000(CGCS2000是一种地心坐标系统，坐标原点为地球质量中心)经纬度坐标(Lat,Lng)，将大地高(如D_min)按以下公式计算出球心到该点距离(Eh)，确定其在高度剖分网格的空间位置。

e²＝(a²-b²)/a²；

式中，a表示CGCS2000椭球的长半轴，值为6378137；b表示CGCS2000椭球的短半轴，值为6356752.3141；e表示CGCS2000椭球子午圈的离心率；N表示CGCS2000椭球子午圈的离心率；X,Y,Z表示实体点集的空间直角坐标。

11)计算平面最小外接矩形的最长边Lc。

S103：根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

传统地理实体编码与网络很难实现一对一的相互映射，本发明给出可计算可映射的公式，给定三维地理实体，可计算其空间位置编码，给定一个地理实体的空间位置编码，可计算出三维立体网格，编码与立体网格具有一对一的相互映射关系，体现了各层级网格的唯一性、全球覆盖性。

采用以下步骤确定三维地理实体平面和高度的空间编码，如下：

1)确定三维地理实体最接近的级别网格。比较L_c与h_c的大小，在各级别网格中，选取大于这两个值的网格层级中最接近的网格作为该三维地理实体所在的网格层次。

2)计算三维地理实体平面最小外接矩形角点在第1级平面网格中的编码。根据最小外接矩形4个角点的经纬度坐标和0级网格的定位角点经纬度坐标(0°，0°)，确定其在第1级网格中的位置。

3)计算三维地理实体最高点和最低点在第1级高度网格中的编码。根据三维地理实体到球心的距离(Eh)和第1级网格的定位高度(255°)，计算地理实体角点在第1级网格中的高度位置码。

4)生成第1级空间网格编码。从左至右，分别填入第1级网格的平面位置码和高度位置码，形成该三维地理实体角点在第1级空间位置编码。

5)计算三维地理实体平面最小外接矩形角点在第2级平面网格中的编码。根据第1级网格的定位角点(网格西南角)经纬度

和第2级网格经差或纬差(Δ_iλ，)，根据以下公式和表1确定三维地理实体在本级网格中的平面位置码。

式中，[]表示商取整。

表1平面网格行列与平面位置码对应关系表

a<sub>L</sub>	b<sub>L</sub>	网格编码
			1	1	0
2	1	1
			1	2	2
2	2	3

6)计算三维地理实体最高点和最低点在第2级高度网格中的编码。根据第1级网格的定位角点高度(H_i-1)，以及本级网格的高差(Δ_iH)，根据以下公式和表2确定三维地理实体的高度位置码。

式中，[]表示商取整。

表2高度网格数值与高度位置码对应关系表

h<sub>L</sub>	网格编码
		1	4
2	5

7)生成第2级空间网格编码。按照预设的三维地理实体空间位置编码规则，形成三维地理实体角点第2级空间网格编码的空间编码。

8)递归计算第n级空间网格编码。重复本步骤中的3)～5)，迭代计算至得到三维地理实体角点第n级空间位置编码。

9)比较三维地理实体各角点的空间位置编码。若各角点在第n级的空间位置编码相同，则该三维地理实体的空间位置编码就是任意一个角点的位置码，若有个别角点的空间位置编码不同，表明这些角点不在同一级别的网格内，则计算上级(父级)网格编码是否相同，若相同，该三维地理实体的空间位置编码就是这一级的网格编码，以此遍历，直到找到所有角点的空间位置码相同为止。

10)生成三维地理实体空间位置编码。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明提出一种多维度多层级空间剖分方法，通过对地球表面进行投影与扩展，形成512°×512°的平面网格，每次平面剖分都按照四叉树递归进行，高度从地心向地表以上56996km的空间进行扩展，形成0°～512°的高度网格，每次高度剖分都按照二叉树进行。最终形成全球唯一、三维全覆盖、不同层级、相互嵌套、多维度的空间网格，非常适合不同大小、不同区域、不同高度三维地理实体的空间位置编码。相对于按图幅、按坐标、按区域、按经纬度等地理实体传统空间位置编码方法，本发明设计的多维度多层级空间剖分方法先进、高效、实用，解决了传统二维位置编码不能表达三维地理实体的关键问题。

本发明基于似大地水准面精化成果的地心距离精确计算。似大地水准面精化是利用GNSS(北斗、GPS、GLONASS)、水准、重力等综合技术精化的本地高精度高分辨率似大地水准面成果，本发明基于该成果，利用三维地理实体外接长方体8个点的平面坐标和正常高，分别计算出似大地水准面精化模型中这8个点的高程异常，再求取这8个点的大地高，从而精确计算出地心到这8个点的距离，保证了三维地理实体高度编码的可靠性、精确性，突破了地理实体传统二维编码的局限性。

本发明提出三维地理实体的空间编码规则。由于传统的编码规则(按图幅、按坐标、按区域、按经纬度)一般仅适用于某一区域二维地理实体的编码，不具有通用性，比如一个城市、珠三角。本发明设计的平面+高度空间编码规则，简洁、清晰、明了，在平面编码方面，采用四叉树按赤道和本初子午线进行递归剖分，用0、1、2、3按“Z”字型分别编码：其中西南半球“Z”字型按“东北-西-东南-西”顺序；东南半球“Z”字型按“西北-东-西南-东”顺序；西北半球“Z”字型按“东南-西-东北-西”顺序；东北半球“Z”字型按“西南-东-西北-东”顺序；在高度方面，采用二叉树进行递归剖分，用4、5从低至高分别编码。不仅适合全国乃至全世界三维地理实体的编码，还适合其他空间要素的编码，通用性强。

本发明提出的三维地理实体空间位置编码计算。传统地理实体编码一般针对的是二维地理实体，无法对三维地理实体进行空间位置编码、计算。本发明设计了三维地理实体空间位置编码计算公式，通过求取三维地理实体X、Y点集外接矩形和最大高差，可快速计算出指定层级三维地理实体空间位置编码。

本发明提出三维地理实体的完整表达。传统地理实体编码方法大部分是提取地理实体的中心点(或特征点)，计算其图幅号或经纬编号，不能完整表达地理实体。本发明通过对地球及其外部空间的多维度、多层级剖分，可将不同大小、不同高度的三维地理实体完整表达在一个立体空间格网内，小到一粒沙、大到地球及空间站，都可以完整表达在不同层级的立体网格中，真正实现了新型基础测绘地上地下一体、室内室外一体。

本发明提出的方法能够实现三维地理实体编码与多维剖分网格的相互映射。传统地理实体编码与网格很难实现一对一的相互映射，本发明设计出了可计算可映射的公式，给定三维地理实体，可计算其空间位置编码；给定一个地理实体的空间位置编码，可计算出三维立体网格，编码与立体网格具有一对一的相互映射关系，体现了各层级网格的唯一性、全球覆盖性。

本发明具有全球唯一性：采用平面+高度的形式对地球进行空间剖分，网格不重叠、不交叉，网格具有全球唯一性，如表3所示的平面+高度1-16级网格位置编码层级及编码示例。

表3平面+高度1-16级网格位置编码层级及编码示例

本发明具有三维全覆盖性：各级网格无缝覆盖整个地球，以及地球表面以上约56996km的区域。

本发明具有嵌套性：网格剖分按层级递归进行，不同级网格具有嵌套性。

本发明具有表达完整性：可将不同大小的三维地理实体完整容纳入不同层级的网格中。

本发明具有可计算性：已知三维地理实体，可计算其空间位置编码，已知空间位置编码，可计算出三维网格。

本发明具有快捷性：整个地球按照2ⁿ进行平面和高度剖分，方便计算机的快捷索引、计算和处理。

本发明具有实用性：涵盖从米级、分米级至厘米级的不同范围的三维地理实体的表达。

在一具体实施例中，现有广州塔三维地理实体，其中心点广州2000坐标为(227000.312，43642.322)，广州高程为8.66，塔高600米。

请参阅图3，将广州塔三维地理实体点集平面化(只保留平面坐标)。搜索这些点集，计算出最大的外包正方形的四个角点为(226907.021，43584.034)、(226907.021，43727.034)、(227050.021，43727.034)、(227050.021，43584.034)，并计算出最大边长为143米。

搜索出广州塔三维地理实体点集最小高程、最大高程，计算出高差约为600米。基于边长与高差的大小生成外接长方体，完全包围广州塔三维地理实体。

请参阅图4，选择大于长方体边长且最接近网格级别，本示例采用第16级(869.68m×869.68m)，容纳广州塔(600m)且与其最接近级别。按照上述规则，分别计算出长方体8个角点在第16级网格中的三维网格位置编码。

利用坐标转换程序将这四个角点转换为CGCS2000经纬度(23.062972116°,113.190662916°)、(23.062972037°,113.191165452°)、(23.063436887°,113.191165539°)、(23.063436966°,113.190662999°)。最低点到地心距离为(57.1479°)，最高点到地心距离为(57.1533°)。

请参阅图5，第1级平面位置码计算：以(23.062972116°，113.190662916°，57.1533°)为例。该点位于东北半球，第1级二维网格位置码为G3，定位角点经纬度为(0°,0°)。

请参阅图6，第1级高度位置码：第0级定位角点高度为0°，第1级二维网格的高度差为256°，根据以下公式和表2计算出高度位置码为4。则该角点点第1级三维网格位置码为G34。

请参阅图7，第2级平面位置码计算。该角点的第1级网格的定位角点经纬度坐标λ₁＝0°,

第2级三维网格的纬差或经差为128°，根据以下公式和表1，得到第2级二维网格平面位置码为0。

请参阅图8，第1级高度定位角点高度为0°，第2级二维网格的高度差为128°，按照以下公式和表2，计算出高度位置码为4。则该角点第2级三维网格位置码为G3404。迭代计算至17级网格，获取各角点的网格位置码。

若8个角点的三维网格位置码相同，表明长方体在同一个三维网格内，其三维网格位置码就是任意一个角点的位置码；若有个别角点三维网格位置码不同，表明这些角点不在同一网格内，需要考虑其上级网格，若全部在上级内(如15级)，其三维网格位置码就是第15级网格编码，以此遍历，直到找到所有角点的空间位置码相同为止。

请参阅图9，本发明另一实施例提供一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，包括：

网格剖分模块11，用于采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格。

计算模块12，用于根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围。

确定模块13，用于根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

优选地，所述计算模块，还用于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则包括：网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则。

优选地，所述网格剖分模块，还用于：

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格；

基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。

优选地，所述计算模块，还用于：

所述平面剖分网格和所述高度剖分网格包括三维地理实体点集；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的边长，以确定所述三维地理实体点集的平面范围；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的高度，以确定所述三维地理实体点集的高度范围；

根据所述三维地理实体点集的平面范围和所述三维地理实体点集的高度范围计算所述三维地理实体的空间范围。

关于基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置的具体限定可以参见上文中对于基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法的限定，在此不再赘述。上述基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法，其特征在于，包括：

采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；

根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；

根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

2.根据权利要求1所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法，其特征在于，所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，包括：网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则。

3.根据权利要求1所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法，其特征在于，所述采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格，包括：

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格；

基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。

4.根据权利要求2所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码方法，其特征在于，所述根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围，包括：

所述平面剖分网格和所述高度剖分网格包括三维地理实体点集；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的边长，以确定所述三维地理实体点集的平面范围；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的高度，以确定所述三维地理实体点集的高度范围；

根据所述三维地理实体点集的平面范围和所述三维地理实体点集的高度范围计算所述三维地理实体的空间范围。

5.一种基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，其特征在于，包括：

网格剖分模块，用于采用平面四叉树递归划分与高度二叉树递归划分确定三维地理实体的平面剖分网格和高度剖分网格；

计算模块，用于根据预设的三维地理实体空间位置编码规则、所述平面剖分网格和所述高度剖分网格，计算三维地理实体的空间范围；

确定模块，用于根据所述三维地理实体的空间范围构建空间坐标与地理编码的转换方法，以确定三维地理实体平面和高度的空间编码。

6.根据权利要求5所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，其特征在于，所述计算模块，还用于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则包括：网格空间编码规则、三维实体编码长度规则、三维实体网格层级规则以及三维实体多维编码组合规则。

7.根据权利要求5所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，其特征在于，所述网格剖分模块，还用于：

基于地球表面的投影平面，采用平面四叉树剖分平面，形成512°×512°的平面剖分网格；

基于地心向地表以上56996km的空间进行扩展的高度，采用二叉树剖分高度，形成0°～512°的高度剖分网格。

8.根据权利要求6所述的基于多维空间剖分的三维地理实体编码装置，其特征在于，所述计算模块，还用于：

所述平面剖分网格和所述高度剖分网格包括三维地理实体点集；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的边长，以确定所述三维地理实体点集的平面范围；

基于所述预设的三维地理实体空间位置编码规则，计算所述三维地理实体点集的高度，以确定所述三维地理实体点集的高度范围；

根据所述三维地理实体点集的平面范围和所述三维地理实体点集的高度范围计算所述三维地理实体的空间范围。

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