CN114595299A - 基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法，元宇宙中时间编码与现实世界一致，按照年、月、日、时、分、秒的顺序进行编码，占用第1～14位码元；元宇宙中事件的空间编码基于北斗三维网格位置码方式进行划分和编码，分为事件中仅包含物体的空间位置编码、事件中仅包含虚拟分身的空间位置编码、事件中同时包含虚拟分身和物体的空间位置编码这三种类别，占用第15～46位码元；虚拟分身生命周期编码分为出现、存在、消失，占用第47位码元；事件分为交易、签约、开店、工作、社交、娱乐、旅游、祭祀，占用第48～49位码元；事件节点分为启动、处理、暂停、关闭，占用第50位码元。

Description

基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法

技术领域

本发明涉及一种编码方法，特别是涉及一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法。

背景技术

地理信息系统开发平台KingMap GIS为支持元宇宙产品研发，升级为KingMapMetaEarth，具备连接感知和共享特征的3D虚拟空间，可与VR/AR/MR进行有效融合。KingMapMetaEarth以北斗三维网格码为基础，实现从地心到太空三维空间的编码与快速索引，为元宇宙提供统一时空基座。KingMap MetaEarth支持多种数据采集、处理、管理及可视化，主要包括矢量数据、栅格数据、倾斜摄影数据、精细建模数据、BIM数据、激光点云数据、3D模型和视频数据融合等，支持多种物联接入，提供高性能的三维渲染能力，支持控制视角和创建飞行路径，支持数据驱动的时间动态场景和动画，支持虚拟对象的人机单向映射等。

北斗三维网格位置码的地球立体网格剖分由地球表面二维网格剖分+高度域网格剖分组成，其中地球表面北斗二维网格的划分原点在赤道面与本初子午面的交点处，地球表面非两极区域(南纬88°～北纬88°) 二维网格划分为十级。北斗二维网格位置码编码规则由最多不超过20个码元组成，按照从左到右的顺序分成十一段，分别对应地球表面南北半球以及第一级至第十级网格，见图1。

二维网格划分如下：

0) 第一位码元，取值N或者S，分别代表地球表面北半球、南半球。

a) 第一级网格划分：第一级网格根据GB/T13989-2012中的1:100万图幅进行划分，单元大小是6°×4°；第二位～第四位码元，标识第一级网格，其中，第二位、第三位码元，标识经度方向网格，用01～60编码；第四位码元，标识纬度方向网格，纬分南北半球按照A～V 编码。

b) 第二级网格划分：将第一级6°×4°网格，分成12×8个第二级网格，对应于30′×30′网格，约等于地球赤道处55.66km×55.66km网格；第五位、第六位码元，标识第二级网格，其中，第五位码元，标识经度方向网格，用0～B编码；第六位码元，标识纬度方向网格，用0～7编码。

c) 第三级网格划分：将第二级网格，按照经纬度等分，分成2×3个第三级网格，对应于1:5万地图图幅15′×10′网格，约等于地球赤道处27.83km×18.55km网格；第七位码元，标识第三级网格，编码顺序按照Z序采用0～5编码。

d) 第四级网格划分：将第三级网格，按照经纬度等分，划分成15×10个第四级网格，约等于地球赤道处1.85km×1.85km网格；第八位、第九位码元，标识第四级网格，其中，第八位码元，标识经度方向网格，用0～E编码；第九位码元，标识纬度方向网格，用0～9编码。

e) 第五级网格划分：将第四级网格，按照经纬度等分，划分成15×15个第五级网格，约等于地球赤道处123.69m×123.69m网格；第十位、第十一位码元，标识第五级网格，其中，第十位码元，标识经度方向网格，用0～E编码；第十一位码元，标识纬度方向网格，用0～E编码。

f) 第六级网格划分：将第五级网格，按照经纬度等分，划分成2×2个第六级网格，约等于地球赤道处61.84m×61.84m网格；第十二位码元，标识第六级网格，编码顺序按照Z序采用0～3编码。

g) 第七级网格划分：将第六级网格，按照经纬度等分，划分成8×８个第七级网格，约等于地球赤道处7.73m×7.73m网格；第十三位、第十四位码元，标识第七级网格，其中，第十三位码元，标识经度方向网格，用0～7编码；第十四位码元，标识纬度方向网格，用0～7编码。

h) 第八级网格划分：将第七级网格，按照经纬度等分，划分成8×８个第八级网格，约等于地球赤道处0.97m×0.97m网格；第十五位、第十六位码元，标识第八级网格，其中，第十五位码元，标识经度方向网格，用0～7编码；第十六位码元，标识纬度方向网格，用0～7编码。

i) 第九级网格划分：将第八级网格，按照经纬度等分，划分成8×8个第九级网格，约等于地球赤道处12.0cm×12.0cm网格；第十七位、第十八位码元，标识第九级网格，其中，第十七位码元，标识经度方向网格，用0～7编码；第十八位码元，标识纬度方向网格，用0～7编码。

j) 第十级网格划分：将第九级网格，按照经纬度等分，划分成8×8个第十级网格，约等于地球赤道处1.5cm×1.5cm网格；第十九位、第二十位码元，标识第十级网格，其中，第十九位码元，标识经度方向网格，用0～7编码；第二十位码元，标识纬度方向网格，用0～7编码。

高度域剖分的级数与地球表面剖分的级数一致。对于任意剖分级数m，高度域剖分成2^m层，且地下为2^m-1层，地上为2^m-1层；同一级各网格在相同层高度(大地高方向粒度)应相等，并且其高度与该层对应等高面赤道处相应级剖分形成的网格纬线方向长度匹配。同一级相同层网格高度与对应等高面赤道处网格纬线长度关系见图2。

高度域网格划分如下：

a) 初始网格，地上、地下划分成两个部分；第一位码元，地上、地下标识用0、1进行表示。

b) 第一级网格，采用和赤道4°长度一致的划分，每个划分约445.28km；第二位、第三位码元，编码标识采用00～63，对应第一级网格。

c) 第二级网格，采用和赤道30′长度一致的划分，每个划分约55.66km；第四位码元，编码标识采用0～7，对应第二级网格。

d) 第三级网格，采用和赤道15′长度一致的划分，每个划分约27.83km；第五位码元，编码标识采用0～1，对应第三级网格。

e) 第四级网格，采用和赤道1′长度一致的划分，每个划分约1.85km；第六位码元，编码标识采用0～9、A～E，对应第四级网格。

f) 第五级网格，采用和赤道4″长度一致的划分，每个划分约123.69m；第七位码元，编码标识采用0～9、A～E，对应第五级网格。

g) 第六级网格，采用和赤道2″长度一致的划分，每个划分约61.84m；第八位码元，编码标识采用0～1，对应第六级网格。

h) 第七级网格，采用和赤道1/4″长度一致的划分，每个划分约7.73m；第九位码元，编码标识采用0～7，对应第七级网格。

i) 第八级网格，采用和赤道1/32″长度一致的划分，每个划分约0.97m；第十位码元，编码标识采用0～7，对应第八级网格。

j) 第九级网格，采用和赤道1/256″长度一致的划分，每个划分约12.1cm；第十一位码元，编码标识采用0～7，对应第九级网格。

k) 第十级网格，采用和赤道1/2048″长度一致的划分，每个划分约1.5cm；第十二位码元，编码标识采用0～7，对应第十级网格。

北斗三维网格位置码的形式见图3，由二维编码＋高度维（三维）编码交叉组成，共32位码元组成，其结构与码元取值见图3。

发明内容

本发明为了实现元宇宙时空数据管理，设计了一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法，其特征在于：

步骤1，事件的时间编码，元宇宙中时间编码与现实世界一致，按照年、月、日、时、分、秒的顺序，年的码元为第1～4位，用0000～9999标识；月的码元为第5～6位，用01～12标识；日的码元为第7～8位，用01～31标识；时的码元为第9～10位，用01～24标识；分的码元为第11～12位，用01～60标识；秒的码元为第13～14位，用01～60标识；

步骤2，事件的空间编码，元宇宙空间按照北斗三维网格位置码方式进行划分和编码，精度最多划分至第十级网格，共32位码元组成，码元为第15～36位；

第一种，事件中仅包含物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，物体空间位置编码至第十级网格，即最小网格1.5cm×1.5cm×1.5cm，共32位码元；

第二种，事件中仅包含虚拟分身的空间位置编码，元宇宙中虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身空间位置编码至第八级网格，即最小网格0.97m×0.97m×0.97m，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，保持32位码元；

第三种，事件中同时包含虚拟分身和物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准：

1）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格为同一个网格时，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，共32位码元；

2）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格为同一个网格时，精度划分至七级网格，共23位有效码元，后9位无效码元用X标识，保持32位码元；

3）当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格为同一个网格时，精度划分至六级网格，共20位有效码元，后12位无效码元用X标识，保持32位码元；

4）当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格为同一个网格时，精度划分至五级网格，共18位有效码元，后14位无效码元用X标识，保持32位码元；

5）当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格为同一个网格时，精度划分至四级网格，共15位有效码元，后17位无效码元用X标识，保持32位码元；

6）当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格为同一个网格时，精度划分至三级网格，共12位有效码元，后20位无效码元用X标识，保持32位码元；

7）当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格为同一个网格时，精度划分至二级网格，共10位有效码元，后22位无效码元用X标识，保持32位码元；

8）当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格为同一个网格时，精度划分至一级网格，共7位有效码元，后25位无效码元用X标识，保持32位码元；

步骤3，虚拟分身生命周期编码，元宇宙中虚拟分身生命周期的码元为第47位，分为出现、存在、消失，分别用0、1、2标识；只有事件中包含虚拟分身时，才存在第47位码元，只有在第47位码元标识为1时，才存在第48位及以上更多码元；

步骤4，事件编码，元宇宙中虚拟分身参与的事件，码元为第48～49位，分为交易、签约、开店、工作、社交、娱乐、旅游、祭祀，分别用01～08标识，预留09～99用于标识未来元宇宙中可以发生的其它事件类别；

步骤5，事件节点编码，元宇宙中事件的节点的码元为第50位，分为启动、处理、暂停、关闭，分别用0～3标识。

本发明一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法具有如下优点：

(1)基于北斗三维网格位置码标识元宇宙中的事件空间编码，在大数据条件下提高空间位置的组织、处理、分析、传递和运用效率；

(2)元宇宙中事件的时空编码具有全球空间唯一性，并且能与地图图幅兼容；

(3)将元宇宙中事件的时间、空间、虚拟分身生命周期、事件、事件节点进行编码表达，显著提高元宇宙中各类信息的索引、表达、关联分析等计算速度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是北斗二维网格位置码编码结构与代码取值。

图2是高度域方向不等距离划分方法（赤道面）。

图3是北斗三维网格位置码的形式。

图4是编码方法的主程序流程图。

图5是编码方法的子程序流程图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法作进一步的详细描述。

本发明所采用的技术方案，一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法，其特征在于：

步骤1，事件的时间编码，元宇宙中时间编码与现实世界一致，按照年、月、日、时、分、秒的顺序，年的码元为第1～4位，用0000～9999标识；月的码元为第5～6位，用01～12标识；日的码元为第7～8位，用01～31标识；时的码元为第9～10位，用01～24标识；分的码元为第11～12位，用01～60标识；秒的码元为第13～14位，用01～60标识；

步骤2，事件的空间编码，元宇宙空间按照北斗三维网格位置码方式进行划分和编码，精度最多划分至第十级网格，共32位码元组成，码元为第15～36位；

第一种，事件中仅包含物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，物体空间位置编码至第十级网格，即最小网格1.5cm×1.5cm×1.5cm，共32位码元；

第二种，事件中仅包含虚拟分身的空间位置编码，元宇宙中虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身空间位置编码至第八级网格，即最小网格0.97m×0.97m×0.97m，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，保持32位码元；

第三种，事件中同时包含虚拟分身和物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准：

1）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格为同一个网格时，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，共32位码元；

2）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格为同一个网格时，精度划分至七级网格，共23位有效码元，后9位无效码元用X标识，保持32位码元；

3）当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格为同一个网格时，精度划分至六级网格，共20位有效码元，后12位无效码元用X标识，保持32位码元；

4）当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格为同一个网格时，精度划分至五级网格，共18位有效码元，后14位无效码元用X标识，保持32位码元；

5）当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格为同一个网格时，精度划分至四级网格，共15位有效码元，后17位无效码元用X标识，保持32位码元；

6）当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格为同一个网格时，精度划分至三级网格，共12位有效码元，后20位无效码元用X标识，保持32位码元；

7）当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格为同一个网格时，精度划分至二级网格，共10位有效码元，后22位无效码元用X标识，保持32位码元；

8）当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格为同一个网格时，精度划分至一级网格，共7位有效码元，后25位无效码元用X标识，保持32位码元；

步骤3，虚拟分身生命周期编码，元宇宙中虚拟分身生命周期的码元为第47位，分为出现、存在、消失，分别用0、1、2标识；只有事件中包含虚拟分身时，才存在第47位码元，只有在第47位码元标识为1时，才存在第48位及以上更多码元；

步骤4，事件编码，元宇宙中虚拟分身参与的事件，码元为第48～49位，分为交易、签约、开店、工作、社交、娱乐、旅游、祭祀，分别用01～08标识，预留09～99用于标识未来元宇宙中可以发生的其它事件类别；

步骤5，事件节点编码，元宇宙中事件的节点的码元为第50位，分为启动、处理、暂停、关闭，分别用0～3标识。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于KingMap MetaEarth的元宇宙时空编码方法，其特征在于：

步骤1，事件的时间编码，元宇宙中时间编码与现实世界一致，按照年、月、日、时、分、秒的顺序，年的码元为第1～4位，用0000～9999标识；月的码元为第5～6位，用01～12标识；日的码元为第7～8位，用01～31标识；时的码元为第9～10位，用01～24标识；分的码元为第11～12位，用01～60标识；秒的码元为第13～14位，用01～60标识；

步骤2，事件的空间编码，元宇宙空间按照北斗三维网格位置码方式进行划分和编码，精度最多划分至第十级网格，共32位码元组成，码元为第15～36位；

第一种，事件中仅包含物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，物体空间位置编码至第十级网格，即最小网格1.5cm×1.5cm×1.5cm，共32位码元；

第二种，事件中仅包含虚拟分身的空间位置编码，元宇宙中虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身空间位置编码至第八级网格，即最小网格0.97m×0.97m×0.97m，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，保持32位码元；

第三种，事件中同时包含虚拟分身和物体的空间位置编码，元宇宙中物体的空间位置以物体靠近赤道侧的最低点所处的空间位置为准，虚拟分身的空间位置以虚拟分身身体的最低点所处的空间位置为准：

1）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格为同一个网格时，共26位有效码元，后6位无效码元用X标识，共32位码元；

2）当物体空间位置编码的第八级网格和虚拟分身空间位置编码的第八级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格为同一个网格时，精度划分至七级网格，共23位有效码元，后9位无效码元用X标识，保持32位码元；

3）当物体空间位置编码的第七级网格和虚拟分身空间位置编码的第七级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格为同一个网格时，精度划分至六级网格，共20位有效码元，后12位无效码元用X标识，保持32位码元；

4）当物体空间位置编码的第六级网格和虚拟分身空间位置编码的第六级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格为同一个网格时，精度划分至五级网格，共18位有效码元，后14位无效码元用X标识，保持32位码元；

5）当物体空间位置编码的第五级网格和虚拟分身空间位置编码的第五级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格为同一个网格时，精度划分至四级网格，共15位有效码元，后17位无效码元用X标识，保持32位码元；

6）当物体空间位置编码的第四级网格和虚拟分身空间位置编码的第四级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格为同一个网格时，精度划分至三级网格，共12位有效码元，后20位无效码元用X标识，保持32位码元；

7）当物体空间位置编码的第三级网格和虚拟分身空间位置编码的第三级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格为同一个网格时，精度划分至二级网格，共10位有效码元，后22位无效码元用X标识，保持32位码元；

8）当物体空间位置编码的第二级网格和虚拟分身空间位置编码的第二级网格不是同一个网格时，查看物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格是否为同一个网格，当物体空间位置编码的第一级网格和虚拟分身空间位置编码的第一级网格为同一个网格时，精度划分至一级网格，共7位有效码元，后25位无效码元用X标识，保持32位码元；

步骤3，虚拟分身生命周期编码，元宇宙中虚拟分身生命周期的码元为第47位，分为出现、存在、消失，分别用0、1、2标识；只有事件中包含虚拟分身时，才存在第47位码元，只有在第47位码元标识为1时，才存在第48位及以上更多码元；

步骤4，事件编码，元宇宙中虚拟分身参与的事件，码元为第48～49位，分为交易、签约、开店、工作、社交、娱乐、旅游、祭祀，分别用01～08标识，预留09～99用于标识未来元宇宙中可以发生的其它事件类别；

步骤5，事件节点编码，元宇宙中事件的节点的码元为第50位，分为启动、处理、暂停、关闭，分别用0～3标识。

Images