 | Эта документация требует внимания эксперта в области технологий . Конкретная проблема: обзор на английском языке и необходимость сократить или обобщить некоторые части. ( Сентябрь 2018 г. ) |
| Геодезия |
|---|
 |
Discrete Глобальная Сетка ( DGG ) представляет собой мозаику , которая покрывает поверхность всей Земли. Математически это разделение пространства : оно состоит из набора непустых областей, которые образуют раздел поверхности Земли. [1] В обычной стратегии моделирования сетки для упрощения расчетов положения каждая область представлена точкой, при этом сетка абстрагируется как набор точек-регионов. Каждый регион или региональная точка в сетке называется ячейкой .
Когда каждая ячейка сетки подвергается рекурсивному разбиению, в результате чего получается «серия дискретных глобальных сеток с все более высоким разрешением» [2], образующая иерархическую сетку, она называется Иерархической DGG (иногда «глобальной иерархической тесселяцией» [3] ] или «система DGG»).
Дискретные глобальные сетки используются в качестве геометрической основы для построения структур геопространственных данных . Каждая ячейка связана с объектами данных или значениями или (в иерархическом случае) может быть связана с другими ячейками. Группы DGG были предложены для использования в широком спектре геопространственных приложений, включая векторное и растровое представление местоположения, слияние данных и пространственные базы данных. [1]
Наиболее обычные сетки предназначены для представления горизонтального положения с использованием стандартной системы координат , такой как WGS84 . В этом контексте также часто используется конкретный DGG в качестве основы для стандартизации геокодирования .
В контексте пространственного индекса DGG может назначать уникальные идентификаторы каждой ячейке сетки, используя ее для целей пространственного индексирования, в базах геоданных или для геокодирования .
Эталонная модель земного шара [ править ]
«Глобус», в концепции DGG, не имеет строгую семантики, но в геодезии так называемая « координатная сетка Система» представляет собой сетка , которая делит пространство с четкими позициями относительно к данности , то есть аппроксимировать «стандартную модель геоида ». Итак, в роли геоида «глобус», покрываемый DGG, может быть любым из следующих объектов:
- Топографическая поверхность Земли , когда каждая ячейка сетки имеет свои координаты поверхности положения и высоты по отношению к стандартному геоида . Пример: сетка с координатами (φ, λ, z), где z - высота.
- Стандарт Геоида поверхность . Координата z равна нулю для всей сетки, поэтому ее можно не указывать (φ, λ) .
В древних стандартах до 1687 г. (публикация «Начала Ньютона») использовалась «эталонная сфера»; в настоящее время геоид математически абстрагируется как опорный эллипсоид .- Упрощен геоид : иногда старый геодезический стандарт (например , SAD69 ) или негеодезическая поверхность (например , идеально сферическая поверхность) должен быть принята, и будет покрыт сеткой. В этом случае клетки должны быть помечены не-неоднозначно, (ф 'X ') , и преобразование (φ, X) ⟾ (ф', λ') должны быть известны.
- Проекции поверхности . Обычно географические координаты (φ, λ) проецируются ( с некоторым искажением ) на плоскость двухмерного отображения с двумерными декартовыми координатами (x, y) .
В качестве глобального процесса моделирования современные DGG, включая процесс проецирования, стремятся избегать поверхностей, таких как цилиндры или конические тела, которые приводят к неоднородностям и проблемам с индексированием. Правильные многогранники и другие топологические эквиваленты сферы привели к наиболее многообещающим известным вариантам, которые должны быть охвачены DGG [1], потому что «сферические проекции сохраняют правильную топологию Земли - нет сингулярностей или разрывов, с которыми нужно иметь дело». [4]
При работе с DGG важно указать, какой из этих вариантов был принят. Итак, описание эталонной модели земного шара DGG можно резюмировать следующим образом:
- Восстановленный объект : тип объекта в роли глобуса. Если проекции нет, то объектом, покрываемым сеткой, является геоид, Земля или сфера; иначе - это класс геометрии поверхности проекции (например, цилиндр, куб или конус).
- Тип проекции : отсутствует (нет проекции) или присутствует. Если он присутствует, его характеристика может быть резюмирована целевым свойством проекции (например, равноплоскость, конформность и т. Д.) И классом корректирующей функции (например, тригонометрический, линейный, квадратичный и т. Д.).
ПРИМЕЧАНИЕ: когда DGG покрывает поверхность проекции, в контексте происхождения данных также важны метаданные об эталонном геоиде - обычно они информируют значение CRS в соответствии с ISO 19111 без путаницы с поверхностью проекции.
Типы и примеры [ править ]
Основной отличительной чертой для классификации или сравнения DGG является использование или отсутствие иерархических структур сетки:
- В иерархических системах ссылок каждая ячейка является «ссылкой на блок» для подмножества ячеек, и идентификаторы ячеек могут выражать эту иерархию в своей логике или структуре нумерации.
- В неиерархических справочных системах каждая ячейка имеет отдельный идентификатор и представляет фиксированную область пространства. Дискретизация системы широты / долготы является наиболее популярной и стандартной для преобразований.
Другими обычными критериями для классификации DGG являются форма плитки и степень детализации ( разрешение сетки ):
- Равномерность и форма плитки : бывает правильная, полурегулярная или неправильная сетка . Как и в обычных мозаиках правильными многоугольниками , можно использовать мозаику с правильной гранью (например, настенная плитка может быть прямоугольной, треугольной, шестиугольной и т. Д.) Или с тем же типом грани, но с изменением ее размера или углов, что приводит к полурегулярным формам.
Равномерность формы и регулярность показателей обеспечивают лучшие алгоритмы индексации сетки. Хотя он имеет менее практическое применение, возможны совершенно нерегулярные сетки, такие как покрытие Вороного . - Тонкая или грубая грануляция (размер ячейки): современные DGG параметризуемы по разрешающей способности сетки, поэтому это характеристика последнего экземпляра DGG, но бесполезна для классификации DGG, за исключением случаев, когда тип DGG должен использовать определенное разрешение или иметь предел дискретизации. Сетка «мелкого» гранулирования не имеет ограничений, а «грубая» означает резкое ограничение. Исторически основные ограничения связаны с цифровыми / аналоговыми носителями, сжатием / расширенным представлением сетки в базе данных и ограничениями памяти для хранения сетки. Когда необходима количественная характеристика, может быть принята средняя площадь ячеек сетки или среднее расстояние между центрами ячеек.
Неиерархические сетки [ править ]
Наиболее распространенный класс дискретных глобальных сеток - это те, которые размещают центральные точки ячеек на меридианах и параллелях долготы / широты или которые используют меридианы и параллели долготы / широты для формирования границ прямоугольных ячеек. Примеры таких сеток, все основанные на широте / долготе:
| Зоны UTM : делит Землю на шестьдесят (полос) зон, каждая из которых представляет собой полосу долготы в шесть градусов. В цифровых носителях удаляется зона перекрытия. Используйте секущую поперечную проекцию Меркатора в каждой зоне. Определите 60 секущих цилиндров, по 1 на зону. В UTM зона была усилена военно - справочном системы Сетки (МИЭР), путем добавления широты полос . | ||||
| начало: 1940-е годы | закрываемый объект: цилиндр (60 вариантов) | проекция: UTM или широта | неправильная плитка: многоугольные полосы | зернистость: грубая |
| (современный) UTM - Универсальная поперечная проекция Меркатора : представляет собой дискретизацию непрерывной сетки UTM с своего рода двухуровневой иерархией, где первый уровень (крупнозернистый) соответствует «зонам UTM с полосами широт» ( MGRS ), использовать те же 60 цилиндров в качестве объектов эталонной проекции. Каждая мелкозернистая ячейка обозначается структурированным идентификатором, состоящим из «обозначения зоны сетки», «идентификатора квадрата 100 000 метров» и «числового местоположения». Разрешение сетки напрямую зависит от количества цифр в координатах, которое также стандартизировано. Например, ячейка 17N 630084 4833438имеет размер ~ 10х10 м.PS: этот стандарт использует 60 различных цилиндров для выступов. Существуют также стандарты «Региональная поперечная проекция Меркатора» (RTM или UTM Regional) и «Местная поперечная проекция Меркатора» (LTM или UTM Local) с более конкретными цилиндрами для лучшей подгонки и точности в интересующей точке. | ||||
| начало: 1950-е годы | закрываемый объект: цилиндр (60 вариантов) | проекция: UTM | прямоугольные плитки: равнополочные (конформные) | степень детализации: мелкая |
| ISO 6709 : Разделяет традиционное представление «координатной сетки» и современные местоположения на основе ячеек с числовыми координатами. Степень детализации фиксируется простым соглашением о числовом представлении, например, масштабная сетка с одним градусом, сетка с 0,01 градусом и т. Д., И это приводит к неравным по площади ячейкам по сетке. Форма ячеек прямоугольная, за исключением полюсов, где они треугольные. Числовое представление стандартизировано двумя основными условными обозначениями: градусами (Приложение D) и десятичными числами (Приложение F). Разрешение сетки контролируется количеством цифр (Приложение H). | ||||
| начало: 1983 | покрываемый объект: Геоид (любой CRS ISO 19111 ) | проекция: нет | прямоугольная плитка: равномерная сфероидальная форма | степень детализации: мелкая |
| Первичная матрица высот ( TIN DEM ): векторная треугольная нерегулярная сеть (TIN) - набор данных TIN DEM также называется первичной (измеренной) DEM. Многие матрицы высот создаются на сетке точек, размещенных с регулярными угловыми приращениями по широте и долготе. Примеры включают Глобальный набор данных высоты за 30 угловых секунд (GTOPO30) . [5] и Глобальные данные о высоте местности с разным разрешением за 2010 год (GMTED2010). [6] Неправильная триангулированная сеть - это представление непрерывной поверхности, полностью состоящей из треугольных граней. | ||||
| начало: 1970-е годы | закрытый объект: местность | проекция: нет | треугольные неоднородные плитки: параметризованные (векторные) | степень детализации: мелкая |
| Сетки Аракавы : использовались для моделей системы Земли для метеорологии и океанографии - например, Глобальная многомасштабная модель окружающей среды (GEM) использует сетки Аракавы для моделирования глобального климата . [7] Названная «A-grid» эталонная DGG для сравнения с другими DGG. Используется в 1980-х годах с пространственным разрешением ~ 500x500. | ||||
| начало: 1977 | закрытый объект: геоид | проекция :? | прямоугольные плитки: параметрические, пространственно-временные | степень детализации: средняя |
| Квадраты ВМО : специализированная сетка, используемая NOAA только для этого, делит карту мира с линиями сетки широты и долготы на ячейки сетки 10 ° широты и 10 ° долготы, каждая из которых имеет уникальный четырехзначный числовой идентификатор (первая цифра определяет квадранты NE / SE / SW / NW). | ||||
| начало: 2001 | закрытый объект: геоид | проекция: нет | Обычные плитки: прямоугольные ячейки 36x18 | зернистость: грубая |
| Квадраты мировой сетки: являются совместимым расширением японских квадратов сетки, стандартизированных в Японских промышленных стандартах (JIS X0410), на весь мир. Код World Grid Square может определять квадраты сетки, покрывающие мир, на основе 6 слоев. Мы можем выразить квадрат сетки, используя последовательность от 6 до 13 цифр в соответствии с его разрешением. [8] | ||||
| начало :? | закрытый объект: геоид | проекция :? | ? плитки :? | Детализация ? |
Иерархические сетки [ править ]
На иллюстрации справа показаны 3 карты границ побережья Великобритании. Первая карта была покрыта сеткой уровня 0 с ячейками размером 150 км. Только серая ячейка в центре, без необходимости увеличения детализации, остается нулевым уровнем; все остальные ячейки второй карты были разделены на сетку из четырех ячеек (уровень сетки-1), каждая по 75 км. На третьей карте 12 ячеек уровня 1 остаются серыми, все остальные были снова разделены, каждая ячейка уровня 1 преобразована в сетку уровня 2.
Примеры групп DGG, которые используют такой рекурсивный процесс, генерируя иерархические сетки, включают:
| Дискретные глобальные сети ISEA (ISEA DGG): класс сетей, предложенный исследователями из Университета штата Орегон . [1] Ячейки сетки создаются как правильные многоугольники на поверхности икосаэдра , а затем проецируются обратно с помощью проекции карты равной площади Икосаэдра Снайдера (ISEA) [9], чтобы сформировать ячейки равной площади на сфере. Ориентация икосаэдра относительно Земли может быть оптимизирована по различным критериям. [10] Ячейки могут быть шестиугольниками, треугольниками или четырехугольниками . Множественные разрешения указываются выбором апертуры или соотношения между областями ячеек при последовательных разрешениях. Некоторые приложения ISEA DGG включают информационные продукты, созданные спутником Европейского космического агентства по влажности почвы и солености океана (SMOS), который использует ISEA4H9 (гексагональный DGGS с апертурой 4, разрешение 9), [11] и коммерческое программное обеспечение Global Grid Systems Insight. , [12] который использует ISEA3H (апертура 3 гексагональной DGGS). | ||||
| начало: 1992..2004 | закрытый объект :? | проекция: равновеликая | параметризованные (шестиугольники, треугольники или четырехугольники) плитки: равновеликие | степень детализации: мелкая |
| COBE - Четырехсторонний сферический куб : Cube: [13] Подобное разложение сферы, как в HEALPix и S2. Но не использует кривую, заполняющую пространство, ребра не являются геодезическими, а проекция более сложна. | ||||
| начало: 1975..1991 | покрытый объект: куб | проекция: криволинейная перспектива | четырехугольная плитка: равномерное сохранение площади | степень детализации: мелкая |
| Четвертичная треугольная сетка (QTM): QTM имеет ячейки треугольной формы, образованные 4-кратным рекурсивным делением сферического октаэдра. [14] [15] | ||||
| начало: 1999 ... 2005 | покрытый объект: октаэдр (или другой) | проекция: равновеликая цилиндрическая форма Ламберта | треугольная плитка: равномерное сохранение площади | степень детализации: мелкая |
| Иерархическая равновеликая пикселизация isoLatitude ( HEALPix ): {{{2}}} | ||||
| начало: 2006 | закрытый объект: Геоид | проекция: (K, H) параметризованная проекция HEALPix | Плитка qradrilater: равномерное сохранение площади | степень детализации: мелкая |
| Иерархическая треугольная сетка (HTM): Разработанная в 2003 ... 2007, HTM "представляет собой многоуровневую рекурсивную декомпозицию сферы. Она начинается с октаэдра, пусть это будет уровень 0. Когда вы проецируете края октаэдра на (единичная) сфера создает 8 сферических треугольников, 4 в северном и 4 в южном полушариях ». [17] Каждый треугольник делится на 4 подтреугольника (с разбивкой от 1 до 4). Первой общедоступной действующей версией кажется [18] HTM-v2 2004 года. | ||||
| начало: 2004 | закрытый объект: Геоид | проекция: нет | треугольная плитка: сферические эквилатеры | степень детализации: мелкая |
| Geohash : широта и долгота объединяются, вводя биты в объединенное число. Двоичный результат представлен с помощью base32, предлагая компактный, удобочитаемый код. При использовании в качестве пространственного индекса соответствует кривой Z-порядка . Есть несколько вариантов, например, Geohash-36 . | ||||
| начало: 2008 | закрытый объект: Геоид | проекция: нет | полурегулярная плитка: прямоугольная | степень детализации: мелкая |
| S2 / S2Region: «Система сеток S2» является частью «Библиотеки геометрии S2» [19] (название происходит от математического обозначения n-сферы , S² ). В нем реализована система индекса, основанная на проекции куба и кривой Гильберта, заполняющей пространство , разработанная в Google . [20] [21] S2Region S2 является наиболее общим представлением его ячеек, где можно вычислить положение ячейки и метрику (например, площадь). Каждый S2Region является подсеткой, в результате чего иерархия ограничивается 31 уровнем. На уровне 30 оценивается разрешение [22]в 1 см², на уровне 0 составляет 85011012 км². Идентификатор ячейки иерархической сетки грани куба (6 граней) имеет идентификатор 60 бит (так что «каждый см² на Земле можно представить с помощью 64-битного целого числа). | ||||
| начало: 2015 | покрытый объект: куб | проекция: сферические проекции в каждой грани куба с использованием квадратичной функции | полурегулярные плитки: четырехугольные выступы | степень детализации: мелкая |
| S2 / S2LatLng: DGG, предоставляемый представлением S2LatLng, подобно сетке ISO 6709, но иерархической и с определенной формой ячейки. | ||||
| начало: 2015 | закрытый объект: геоид или сфера | проекция: нет | полурегулярные плитки: четырехугольник | степень детализации: мелкая |
| S2 / S2CellId: DGG, предоставленный представлением S2CellId. Каждый идентификатор ячейки представляет собой уникальный 64-битовый целочисленный идентификатор без знака для любого уровня иерархии. | ||||
| начало: 2015 | покрытый объект: куб | проекция :? | полурегулярные плитки: четырехугольник | степень детализации: мелкая |
Стандартные равновеликие иерархические сетки [ править ]
Существует класс иерархических DGG, названный Открытым геопространственным консорциумом (OGC) как «Дискретные глобальные сетевые системы» ( DGGS ), которые должны удовлетворять 18 требованиям. Среди них то, что лучше всего отличает этот класс от других иерархических групп DGG, - это Требование-8: «Для каждого последующего уровня уточнения сетки и для каждой геометрии ячеек (...) Ячейки, имеющие одинаковую площадь (...) внутри указанный уровень точности » . [23]
DGGS разработан как основа для информации, в отличие от традиционных систем координат, первоначально разработанных для навигации. Для того чтобы глобальная пространственная информационная структура на основе сетки могла эффективно работать в качестве аналитической системы, она должна быть построена с использованием ячеек, которые равномерно представляют поверхность Земли. [23] Стандарт DGGS включает в свои требования набор функций и операций, которые должна предлагать структура.
Все ячейки DGGS уровня 0 являются гранями равной площади Правильного многогранника ...
Моделирование базы данных [ править ]
Есть много DGG, потому что есть много альтернативных представлений, оптимизации и моделирования. Вся сетка DGG представляет собой композицию своих ячеек, и в иерархической DGG каждая ячейка использует новую сетку над своим локальным регионом.
Иллюстрация не соответствует случаям TIN DEM и аналогичным структурам «необработанных данных», где в базе данных используется не концепция ячеек (геометрически представляет собой треугольная область), а узлы и ребра: каждый узел - это отметка, а каждое ребро - это расстояние между двумя узлами.
В общем, каждая ячейка DGG идентифицируется координатами своей региональной точки (показанной как центральная точка представления базы данных). Также возможно, с потерей функциональности, использовать «свободный идентификатор», то есть любой уникальный номер или уникальную символическую метку для каждой ячейки, идентификатор ячейки . Идентификатор обычно используется как пространственный индекс (например, внутреннее дерево квадрантов или дерево kd ), но также возможно преобразовать идентификатор в понятную человеку метку для приложений геокодирования .
Современные базы данных (например, использующие сетку S2) также используют несколько представлений для одних и тех же данных, предлагая как сетку (или область ячеек) на основе геоида, так и сетку на основе проекции.
Структура DGGS [ править ]
Стандарт определяет требования к иерархической DGG , включая то, как управлять сетью. Любой DGG, который удовлетворяет этим требованиям, можно назвать DGGS. «Спецификация DGGS ДОЛЖНА включать в себя эталонную структуру DGGS и связанные с ней функциональные алгоритмы, как определено базовой концептуальной моделью данных DGGS» . [24]
- Чтобы система сетки Земли соответствовала данной абстрактной спецификации, она должна определять иерархическую тесселяцию ячеек равной площади, которые разделяют всю Землю на несколько уровней детализации и обеспечивают глобальную пространственную систему отсчета. Система также должна включать методы кодирования для: адресации каждой ячейки; назначать квантованные данные ячейкам; и выполнять алгебраические операции с ячейками и назначенными им данными. Основные концепции базовой концептуальной модели данных DGGS:
- элементы системы отсчета, и,
- элементы функционального алгоритма; в составе:
- операции квантования,
- алгебраические операции и
- операции взаимодействия.
История [ править ]
Дискретные глобальные сети с областями ячеек, определяемыми параллелями и меридианами широты / долготы , использовались с самых первых дней глобальных геопространственных вычислений . До этого дискретизация непрерывных координат для практических целей с помощью бумажных карт происходила только с низкой степенью детализации. Возможно, наиболее представительным и основным примером DGG этой доцифровой эпохи были военные UTM DGG 1940-х годов с более мелкой гранулированной идентификацией ячеек для целей геокодирования . Точно так же некоторая иерархическая сетка существует до геопространственных вычислений, но только в грубом исполнении.
Глобальная поверхность не требуется для использования на ежедневных географических картах, а до 2000-х годов память была очень обширной, чтобы помещать все планетарные данные в один и тот же компьютер. Первые цифровые глобальные сетки использовались для обработки данных спутниковых изображений и моделирования глобальной ( климатической и океанографической ) гидродинамики.
Первые опубликованные ссылки на иерархические геодезические системы DGG относятся к системам, разработанным для моделирования атмосферы и опубликованным в 1968 году. Эти системы имеют области гексагональных ячеек, созданные на поверхности сферического икосаэдра .[25] [26]
Пространственные иерархические сетки стали предметом более интенсивных исследований в 1980-х годах [27], когда основные структуры, такие как Quadtree , были адаптированы для индексации изображений и баз данных.
Хотя конкретные экземпляры этих сеток использовались в течение десятилетий, термин Discrete Global Grids был придуман исследователями из Университета штата Орегон в 1997 году [2] для описания класса всех таких объектов.
... Стандартизация OGC в 2017 году ...
Сравнение и эволюция [ править ]
Оценка Discrete Global Grid состоит из многих аспектов, включая площадь, форму, компактность и т. Д. Методы оценки для картографической проекции , такие как индикатриса Tissot , также подходят для оценки Discrete Global Grid на основе картографической проекции.
Кроме того, усредненное соотношение между дополнительными профилями (AveRaComp) [28] дает хорошую оценку искажений формы для четырехугольной дискретной глобальной сетки.
Варианты разработки и адаптации баз данных ориентированы на практические требования к большей производительности, надежности и точности. Выбираются лучшие варианты, которые адаптируются к потребностям, способствуя эволюции архитектур DGG. Примеры этого процесса эволюции: от неиерархических к иерархическим DGG; от использования индексов Z-кривой ( наивный алгоритм, основанный на чередовании цифр), используемых Geohash, до индексов Гильберта, используемых в современных оптимизациях, таких как S2.
Варианты геокодирования [ править ]
Как правило, каждая ячейка сетки идентифицируется координатами ее точки региона, но также можно упростить синтаксис и семантику координат, получить идентификатор, как в классических буквенно-цифровых сетках, и найти координаты региона. -по своему идентификатору. Небольшие и быстрые представления координат - цель реализаций идентификаторов сот для любых решений DGG.
Нет потери функциональности при использовании «свободного идентификатора» вместо координаты, то есть любого уникального номера (или уникальной символической метки) для каждой точки региона, идентификатора ячейки . Таким образом, преобразование координаты в удобочитаемую метку и / или сжатие длины метки является дополнительным шагом в представлении сетки. Это представление называется геокодом .
Некоторые популярные « глобальные коды мест », такие как ISO 3166-1 alpha-2 для административных регионов или код Лонгхерста для экологических регионов земного шара, частично охватывают земной шар. С другой стороны, любой набор идентификаторов сот конкретной группы DGG может использоваться как « коды мест с полным покрытием ». Каждый набор идентификаторов, используемый в качестве стандарта для обмена данными, называется «системой геокодирования».
Существует множество способов представления значения идентификатора ячейки (идентификатора ячейки ) сетки: структурированный или монолитный, двоичный или нет, читаемый человеком или нет. Предположим, что объект карты, такой как сингапурский фонтан Мерлион (объект в масштабе ~ 5 м), представлен его минимальной ограничивающей ячейкой или ячейкой с центральной точкой, идентификатор ячейки будет:
| ID соты | Название и параметры варианта DGG | Структура ID; разрешение сетки |
|---|---|---|
| (1 ° 17 ′ 13,28 ″ N, 103 ° 51 ′ 16,88 ″ E) | ISO 6709 / D в градусах (приложение), CRS = WGS84 | lat ( deg min sec dir) long ( deg min sec dir); секунды с 2-мя дробными местами |
| (1,286795, 103,854511) | ISO 6709 / F в десятичном формате и CRS = WGS84 | (lat,long); 6 фракционных мест |
| (1.65AJ, 2V.IBCF) | ISO 6709 / F в десятичном формате с основанием 36 (не ISO) и CRS = WGS84 | (lat,long); 4 фракционных места |
| w21z76281 | Geohash, base32, WGS84 | монолитный; 9 символов |
| 6PH57VP3 + PR | PlusCode, base20, WGS84 | монолитный; 10 символов |
| 48N 372579 142283 | UTM, стандартное десятичное число, WGS84 | zone lat long; 3 + 6 + 6 цифр |
| 48Н 7ЖФ 31СБ | UTM, база координат36, WGS84 | zone lat long; 3 + 4 + 4 цифры |
Все эти геокоды представляют одно и то же положение на земном шаре с одинаковой точностью, но отличаются длиной строки , использованием разделителей и алфавитом (символы без разделителей). В некоторых случаях может использоваться "исходное представление DGG". Варианты представляют собой незначительные изменения, влияющие только на окончательное представление, например основу числового представления, или на чередование частей структурированного только в одно числовое или кодовое представление. Наиболее популярные варианты используются для приложений геокодирования.
Алфавитно-цифровые глобальные сетки [ править ]
DGG и его варианты с удобочитаемыми идентификаторами ячеек использовались как стандарт де-факто для буквенно-цифровых сеток . Он не ограничивается буквенно-цифровыми символами, но «буквенно-цифровой» является наиболее распространенным термином.
Геокоды - это обозначения для местоположений, а в контексте DGG - обозначения для выражения идентификаторов ячеек сетки. Цифровые стандарты и группы DGG постоянно развиваются, поэтому в последние годы популярность каждого соглашения о геокодировании постоянно меняется. Более широкое внедрение также зависит от принятия правительством страны, использования в популярных картографических платформах и многих других факторов.
Примеры , используемые в следующем списке находятся «малая ячейка сетки» , содержащая обелиск Вашингтон , 38° 53′ 22.11″ N, 77° 2′ 6.88″ W.
| DGG имя / var | Начало и лицензия | Краткое изложение варианта | Описание и пример |
|---|---|---|---|
| Зоны UTM / без перекрытия | 1940-е годы - CC0 | оригинал без наложений | Делит Землю на шестьдесят многоугольных полос. Пример:18S |
| Дискретный UTM | 1940-е годы - CC0 | оригинальные целые числа UTM | Делит Землю на шестьдесят зон, каждая из которых представляет собой полосу долготы в шесть градусов, и использует секущую поперечную проекцию Меркатора в каждой зоне. Нет информации о первом цифровом использовании и соглашениях. Предположили, что стандартизация была позже ISO (1980-е). Пример:18S 323483 4306480 |
| ISO 6709 | 1983 - CC0 | оригинальное представление степени | Разрешение сетки зависит от количества цифр - при необходимости заполняются начальные нули, а дробная часть - с соответствующим количеством цифр для представления требуемой точности сетки. Пример: 38° 53′ 22.11″ N, 77° 2′ 6.88″ W. |
| ISO 6709 | 1983 - CC0 | Представление 7 десятичных цифр | Вариант основан на представлении XML, где структура данных представляет собой «кортеж, состоящий из широты и долготы, представляющий двумерное географическое положение» , а каждое число в кортеже является действительным числом, дискретизированным с 7 десятичными знаками. Пример: 38.889475, -77.035244. |
| Mapcode | 2001 - запатентовано | оригинал | Первый, кто принял код смеси в сочетании с кодами ISO 3166 (страна или город). В 2001 году алгоритмы были лицензированы Apache2, но вся система осталась запатентованной. |
| Geohash | 2008 - CC0 | оригинал | Похож на latLong с побитовой развёрткой, а результат представлен как base32 . |
| Геохаш-36 | 2011 - CC0 | оригинал | Несмотря на похожее название, не использует тот же алгоритм, что и Geohash . Использует сетку 6 на 6 и связывает буквы с каждой ячейкой. |
| What3words | 2013 запатентовано | оригинал (английский) | конвертирует квадраты 3x3 метра в 3 слова из английского словаря. [29] |
| PlusCode | 2014 - Apache2 [30] | оригинал | Также называется «Открытый код местоположения». Коды представляют собой числа в формате base20 и могут использовать названия городов, уменьшая код на размер кода ограничивающего прямоугольника города (как в стратегии Mapcode). Пример: 87C4VXQ7+QV. |
| Идентификатор ячейки S2 / Base32 | 2015 - Apache2 [31] | исходное 64-битное целое число, выраженное как base32 | Иерархическая и очень эффективная индексация базы данных, но нет стандартного представления для base32 и префиксов городов, как PlusCode. |
| What3words / otherLang | 2016 ... 2017 - запатентовано | Другие языки | То же, что и английский, но с использованием другого словаря в качестве справочника для слов. Португальский пример, и 10x14m клетки: tenaz.fatual.davam. |
Другие задокументированные варианты, но предполагается, что они не используются или «никогда не будут популярными»:
| Имя DGG | Начало - лицензия | Резюме | Описание |
|---|---|---|---|
| C-квадраты | 2003 - «Без ограничений» | Latlong чересстрочный | Десятичное чередование представлений ISO LatLong в градусах. Это «наивный» алгоритм по сравнению с двоичным чередованием или Geohash. |
| ГЕОРЕФ | ~ 1990 - CC0 | На основе стандарта ISO LatLong, но использует более простые и лаконичные обозначения. | «Мировая географическая справочная система», военная / аэронавигационная система координат для определения точек и территорий. |
| Geotude | ? | ? | ? |
| ГАРС | 2007 - ограничено | США / NGA | Справочная система разработана Национальным агентством геопространственной разведки (NGA). "стандартизированная система отсчета области боевого пространства в Министерстве обороны, которая повлияет на весь спектр разрешения конфликтов в боевом пространстве" |
| Площади ВМО | 2001 .. - CC0? | специализированный | Ячейки загрузки изображений NOAA. ... делит карту мира с линиями сетки широты и долготы на ячейки сетки 10 ° широты на 10 ° долготы, каждая из которых имеет уникальный 4-значный числовой идентификатор. Прямоугольные ячейки размером 36x18 (обозначены четырьмя цифрами, первая цифра обозначает квадранты NE / SE / SW / NW). |
См. Также [ править ]
- Ссылка на сетку
- Геодезическая сетка
- Список систем геокодирования
- Справочная система военной сети
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d Сахр, Кевин; Белый, Денис; Кимерлинг, AJ (2003). «Геодезические дискретные глобальные сеточные системы» (PDF) . Картография и географическая информатика . 30 (2): 121–134. DOI : 10.1559 / 152304003100011090 .
- ^ а б Сахр, Кевин; Белый, Денис; Кимерлинг, AJ (18 марта 1997 г.), «Предлагаемые критерии для оценки дискретных глобальных сетей» , проект технического отчета , Корваллис, Орегон: Университет штата Орегон
- ^ Джеффри Даттон. «Что такого особенного в глобальной иерархической тесселяции?» . цитата: «несколько систем-прототипов, которые представляют собой иерархическую тесселяцию, глобальную тесселяцию или и то, и другое».
- ^ «Обзор» .
- ^ "Глобальное превышение 30 угловых секунд (GTOPO30)" . USGS. Архивировано из оригинала 10 июля 2017 года . Проверено 8 октября 2015 года .
- ^ «Глобальные данные о высоте местности с разным разрешением 2010 (GMTED2010)» . USGS . Проверено 8 октября 2015 года .
- ^ Аракава, А .; Лэмб, В.Р. (1977). «Расчетное моделирование основных динамических процессов модели общей циркуляции UCLA». Методы вычислительной физики . 17 . Нью-Йорк: Academic Press. С. 173–265.
- ^ "Исследовательский институт мировых квадратов сетки" . Городской университет Йокогамы . Проверено 21 ноября 2017 года .
- ^ Снайдер, JP (1992). «Плоская проекция многогранных глобусов». Cartographica . 29 (1): 10–21. DOI : 10.3138 / 27h7-8k88-4882-1752 .
- ^ Барнс, Ричард (2019). «Оптимальные ориентации дискретных глобальных сеток и полюса недоступности». Международный журнал цифровой Земли . DOI : 10.1080 / 17538947.2019.1576786 .
- ^ Suess, M .; Matos, P .; Gutierrez, A .; Zundo, M .; Мартин-Нейра, М. (2004). «Обработка данных SMOS уровня 1с на дискретную глобальную сетку». Материалы Международного симпозиума IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию : 1914–1917 гг.
- ^ "Global Grid Systems Insight" . Глобальные сетевые системы . Проверено 8 октября 2015 года .
- ^ "LAMBDA - COBE Четырехсторонний сферический куб" .
- ^ Даттон, Г. (1999). Иерархическая система координат для геообработки и картографии . Springer-Verlag.
- ^ Ван Снайдер. Лаборатория реактивного движения. «Четвертичная треугольная сетка: иерархическая система координат для геообработки и картографии» . 2016 г.
- ^ «Фоновая цель HEALPix» . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 8 октября 2015 года .
- ^ «Обзор HTM» .
- ^ "Материалы конференции ADASS 2003" .
- ^ "S2 Геометрия" .
- ^ «Обзор» . s2geometry.io . Проверено 11 мая 2018 .
- ^ Крейсса, Свен (2016-07-27). «Ячейки S2 и кривые заполнения пространства: ключи к созданию лучших инструментов цифровой карты для городов» . Средний . Проверено 11 мая 2018 .
- ^ "Статистика ячейки S2" .
- ^ a b Открытый геопространственный консорциум (2017), «Тема 21: Абстрактная спецификация дискретных глобальных грид-систем». Документ 15-104r5 версии 1.0 .
- ^ Раздел 6.1, «Обзор основной модели данных DGGS» стандарта DGGS
- ^ Sadourny, R .; Аракава, А .; Минц, Ю. (1968). «Интегрирование недивергентного уравнения баротропной завихренности с икосаэдрально-гексагональной сеткой для сферы». Ежемесячный обзор погоды . 96 (6): 351–356. CiteSeerX 10.1.1.395.2717 . DOI : 10.1175 / 1520-0493 (1968) 096 <0351: iotnbv> 2.0.co; 2 .
- ^ Уильямсон, DL (1968). «Интегрирование уравнения баротропной завихренности на сферической геодезической сетке». Теллус . 20 (4): 642–653. DOI : 10.1111 / j.2153-3490.1968.tb00406.x .
- ^ https://pdfs.semanticscholar.org/edaa/8fc5e196791c821a5c81e987e2f5ca3c6aa5.pdf
- ^ Ян, Джин; Сун, Сяо; Гонг, Гуанхун (2016). «Усредненное соотношение между дополнительными профилями для оценки искажений формы картографических проекций и сферической иерархической мозаики». Компьютеры и науки о Земле . 87 : 41–55. DOI : 10.1016 / j.cageo.2015.11.009 .
- ^ «What3words: Найдите и поделитесь очень точными местоположениями с помощью Карт Google с помощью всего 3 слов» . 2013-07-02 . Проверено 8 июля 2014 года .
- ^ "Open Location Code - это библиотека для генерации коротких кодов, которые можно использовать как почтовые адреса для мест, где адреса не существуют .: Google / open-location-code" . 2019-02-18.
- ^ "Вычислительная геометрия и пространственное индексирование на сфере: Google / s2geometry" . 2019-02-18.
Внешние ссылки [ править ]
- Рабочая группа по стандартам OGC DGGS
- Страница Discrete Global Grids на факультете компьютерных наук Университета Южного Орегона
- Страница модели климата BUGS в геодезических сетках
- Страница исследовательского института World Grid Squares на World Grid Squares
