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GB／T 40087-2021 地球空间网格编码规则.pdf

分网格剖分时将每一个经纬度为1°×1°（60°×60°，9级网格）的网格扩展成为64°×64'的网格。网 路扩展方向由该网格所在的位置决定。当网格分别在东北半球、西北半球、东南半球、西南半球时，其扩 展方向见图4至图7

图4西北半球扩展方向

图5东北半球扩展方向

MT/T 1190-2020 煤矿用液压扒斗式装载机图6西南半球扩展方向

5.5.2.210级至15级网格部分

图7东南半球扩展方向

南纬和北纬0°88的10级至15级网格，在上级网格（10级网格在9级网格扩展后）基础上接等经 差、等纬差逐级二分。每一级网格没有实际地理意义时不再向下剖分 南纬和北纬88~90°的10级至15级网格在合并的上级网格上剖分.其剖分应符合5.5.5的规定。

5.5.3.1秒网格扩展

秒网格剖分时将每一个经纬度为1'×1'（60"×60"，15级网格）的网格扩展成为64"×64"的网格 扩展方向与分级网格一致，见5.5.2.1的规定

5.5.3.216级至21级网格部分

南纬和北纬0°～88°的16级至21级网格，在上级网格（16级网格在15级网格扩展后）基础上按 、等纬差逐级二分。每一级网格对没有实际地理意义的网格不再向下部分。 南纬和北纬88°～90°的16级至21级网格在合并的上级网格上剖分，其剖分应符合5.5.5的规定

南纬和北纬0°～88°的22级至32级网格，在上级网格基础上按等经差、等纬差逐级二分。 南纬和北纬88°～90°的22级至32级网格需要在合并的上级网格上剖分，其剖分应符合5.5.5

5.5.588°~90网格

南纬和北纬88°～90°之间的8级及以下网格需要进行网格合并处理，其合并规则如下： a）8级网格：将南（北）纬88°~90°所剖分的180个2°×2°网格合并成一个网格P，其合并示例见 图8 b）9级网格：将南（北）纬89°～90°所剖分的360个1°×1°网格合并成一个网格P0；将南（北）纬 88°～89°所剖分的360个1°×1°网格合并成三个网格P1、P2、P3，其合并示例见图9。 C 10级网格：将南、北纬89°32°～90°所剖分的网格合并成一个网格，89°～89°32°所剖分的网格合 并成三个网格。88°～89的网格在9层网格合并基础上按四叉树剖分，其示例见图10。其中 合并后网格的经纬度为： 1）PO所分的网格：P00（360°×28"）、P01(128°×32"）、P02（104°×32）、P03（128°×32'）； 2）P1所分的网格：P10（64°×32）、P1164°×32"）、P12（64°×28"）、P13（64°×28"）； 3）P2所分的网格：P20（52°×32）P21(52°×32）、P22（52°×28'）、P23（52°×28）

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4）P3所分的网格：P30（64°×32"）、P31（64°×32"）、P32（64°×28"）、P33（64°×28"）。 10级以下网格：扩展规则与南纬和北纬0°～88"区域一致，分网格扩展规则见5.5.2.1，秒网格 扩展规则见5.5.3.1。其合并规则与9级网格合并规则一致，形成南纬和北纬88°～90°地区的 逐次四叉树剖分

5.5.6网格规格与数目

图888°~90°地区8级网格

图988°~90°地区9级网格

图1088°~90°地区10级网格

5.6.1剖分方法与要求

5.6.2网格参数计算

11高度域网格粒度与对应等高面赤道网格粒度

高度域部分的网格距地心距离、大地高、网格高度（大地高方向粒度），等高面上的长度（赤道面上 )计算公式的推导参见附录B。地球表面上空（或地下）第n层网格参数计算公式如下： a）网格距地心距离（以赤道面上来计算）r见公式（1）

6。一一初始剖分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad 该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）。 网格大地高贝公式（2)

。一初始剖分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（ra (010); 该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）。 网格大地高H.见公式（2）

初始部分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（ra （0=元）

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该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad)； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）。 网格高度（大地高方向粒度）h.见公式（3）

一该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； ——从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n

L, =(1+0.) "(" ra . 6

该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0: 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）

该网格对应的经（纬)跨度差，单位为弧度（rad）； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）

5.7网格定位及边界面归属

地球空间网格定位及边界面归属见附录C

广展编码可根据需求自定义，如扩展时间编码

椭球面网格编码采用四进制1维变长编码，规则如下： a）编码取值为四进制数字0、1、2、3。 b）编码长度应等于该网格的级数，从1位到32位，即：1级网格编码长度为1位四进制数字、2级 网格编码长度为2位四进制数字..*.32级网格编码长度为32位四进制数字。 c）编码最长为32级，由32位四进制数字组成。 d）编码分为四段，分别是9位度网格编码、6位分网格编码、6位秒网格编码和11位秒以下网格 编码。最短编码为1级网格编码，只有最高1位度编码。各级网格编码分段见图12

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图12网格编码长度与分段

网格所在的所有上级网格编码，即该网格所在1级网格、2级网格、...N一1级网格编码。 网格编码包含网格的定位信息和级信息。定位信息指网格的定位角点和其余角点的经纬度坐 标，见附录C。级信息指网格的级数，网格的级数等于其编码长度

地球空间网格编码顺序采用Z序进行。1级网格按东北、西北、东南、西南的Z序进行编码，即G0 网格对应地球表面空间区域位置是东北半球、G1网格对应西北半球、G2网格对应东南半球、G3网格对 西南半球。 每一级网格编码在上一级网格编码基础上采用2序继续编码。2级至7级网格、南北纬88°之间的 3级及以下网格Z序编码方向由其所在1级网格位置决定，不同位置网格Z序编码顺序见图13

6.2.3.1计算步骤

图13网格Z序编码方向

地球参考椭球面上经纬度坐标转换为相应级网格编码时根据转换网格级（网格大小）选择位数， 顿交叉，形成二进制编码，再转换成四进制数后，根据所在半球位置加上半球代码，形成该点对应 网格的编码。编码计算步骤如下： a）将该点经、纬度坐标表示成GB/T16831规定的形式，即A°B'C.D"：

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b）将该点的坐标按度、分、秒、秒小数部分分别转换为二进制数。即将度IAI由十进制数转换成 8bit定长二进制数（A）2，将分B由十进制数转换成6bit定长二进制数（B）2，将秒C由十进 制数转换成6bit定长二进制数（C)2，将秒以下数D由十进制数转换成11bit定长二进制数 (D）2; 分别将经、纬度坐标度、分、秒及秒以下二进制数（A）2、（B）2、（C)2、（D）2直接拼接成31bit定 长二进制数（E）2，即（E）2=（A）2（B）（C)2（D）2分别得到两个31bit定长数经度（E,）2和纬 度（E）2; d）将纬度（EB）2前置、经度（EL）2后置，采用莫顿交叉的方式生成62bit的混合代码（F）2，例如若 （E）2为100111，（E）2为011010，则（E）2在前，（E）2在后的莫顿交叉运算结果为（F）： 为100101101110; 将二进制混合代码（F）转成四进制编码（F）4 根据待求网格的级别m，将（F），中后32一m位四进制的码元去掉得到（F"）。； 根据经度和纬度，按照图13的约定，在（F）前加上G0、G1、G2或G3即可得到网格代码

6.2.3.2计算示例

椭球面上某一经纬度坐标的网格编码计算参见险

6.2.488°~90°网格编码

南纬和北纬88°~90°之间的8级及以下椭球面网格编码规则如下： 8级网格编码：南纬88°～90°合并的8级网格编码为G20202200；北纬88°～90°合并的8级网 格的编码为G00202200。 b）9级网格编码：南纬和北纬88°～90°之间的9级网格编码为其定位点位置网格编码。网格定 位点位置规定见附录C。南纬和北纬88°～90°之间的9级网格编码见图14

14南纬和北纬88°~90°之间的9级网格编码

10级网格编码：南纬和北纬88°～90°之间的10级网格编码在9级网格编码基础上，南纬和北 纬89°~90°之间按照第9级网格编码规则进行编码；南纬和北纬88°~89°之间，按照南纬和北 纬0°～88°之间的规则进行编码，其顺序见图13。南纬和北纬88°～90°之间的10级网格编码 如下： 1）北纬88°～90°之间的网格编码分别为：P00（G0020220022）、P01（G0020220020） P02(G0020220021)、P03（G1020220020)、P10（G0020220000）、P11（G0020220001) P12(G0020220002)、P13（G0020220003）、P20（G0020220010）、P21（G1020220010） P22(G0020220012)、P23（G1020220012)、P30（G1020220000)、P31（G1020220001)

P32(G1020220002)、P33(G1020220003); 2 南纬88°～90°之间的网格编码分别为：P00（G2020220022）、P01（G2020220020）、 P02(G2020220021)、P03（G3020220020）、P10（G2020220000）、P11（G2020220001）、 P12(G2020220002）、P13（G2020220003）、P20（G2020220010）、P21（G3020220010）、 P22(G2020220012)、P23（G3020220012）、P30（G3020220000）、P31（G3020220001）、 P32(G3020220002)、P33(G3020220003)。 10级以下网格编码：网格编码的排序方式分成南（北）极点地球参考椭球面网格的I类型、P1、 P3四分的IⅡI类型、P2四分的Ⅲ类型共3种类型。其中ⅡI类型按照整体的东、西半球Z序排 列，Ⅲ类型按照单独的东、西半球Z序排列。I类型两极极点处10级以下地球参考椭球面网 格编码顺序见图15

图15南（北）极10级与以下椭球面网格编码顺

高度域编码采用二进制1维变长编码，其编码规则如下： 编码取值为二进制数字0、1。 b）编码长度等于剖分的级数，从1位到32位，即1级剖分的编码长度为1位二进制数字、2级剖 分的编码长度为2位二进制数字..32级部分的编码长度为32位二进制数字。 C 高度域N级部分编码长度为N位二进制数字，N级部分编码包含该级剖分所在的所有上级 剖分编码，即该剖分所在1级剖分、2级剖分、.N一1级剖分编码。 椭球面与大地高方向分所形成的立体网格编码由椭球面和高度域编码共同构成。 网格编码包含该网格的定位信息和级信息。定位信息指网格的定位点的天地高，见附录C 级信息指网格的级数，该网格的级数等于高度域编码的长度

高度域天地高为H的m级网格编码计算步骤如下： a 获取m级网格在大地高为H处高度域层数.其计算见公式（5)

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H +ro 1og1+8

H+r。 1og1+8 A

式中： 一一从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 6。 初始剖分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad） 该网格对应的经（纬)跨度差，单位为弧度（rad)； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）； b）去掉层数n高位的0形成的编码即为高度域编码

从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； ?。 初始剖分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad） 该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）； 去掉层数n高位的0形成的编码即为高度域编码，

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附录A （资料性附录） 地球参考椭球面网格规格与数目 地球参考椭球面上地球空间网格按照四叉树递归剖分方案，形成大到全球、小到厘米、均匀的多层 级网格。地球参考椭球面上各级网格的数量和大致尺度大小见表A.1。

附录A （资料性附录） 地球参考椭球面网格规格与数目

附录A （资料性附录） 地球参考椭球面网格规格与数目

地球参考椭球面上地球空间网格按照四叉树递归剖分方案，形成大到全球、小到厘米、均勾的多 格。地球参考椭球面上各级网格的数量和大致尺度大小见表A.1

表A.1地球参考椭球面地球空间网格规格与数

B.1地球大地高方向剖分范围

弛球大地高方向部分范压

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附录B （资料性附录） 大地高方向不等距剖分范围与方法

在图11中，L.表示地球表面对应地心角6。是地球表面赤道上的弧长，L，i=1，2，3，，n表示不同 高度层处，对应同样的地心角。，赤道面与等高面交线的弧长；r。表示地球的长半轴，ro，i=1，2,3，，n 表示不同高度层对应的地心距离， 高程方向采用不等距划分方式，为了满足在不同高度层上的网格为近似的方体，避免出现由于高程 变化，导致L，逐渐变大，如果仍然采用等距离划分方式，将会带来网格随着高程增大，变得越来越扁。

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将约束条件带入，上式累计，得到：

ZL, =。 L, +。· Zr: +e,· r。 0。.2r.=0.r.+0.2r +0。· r2r.=(1+0.)·r.+r. 令S.=≥r.,则: S,=(1+0,)S,1+ro =(1+)[(1+0。)S.2+r。］+ro =(1+,)"S.2+［(1+)+1]r =(1+)"S+［(1+)2+(1+)+1]r

=+(+r)+)"(+r)

从r，的表达式（B.3)中，可以得到大地高方向的网格计数，上下标n就是大地高方向的网格计数， （B.7）

..............

为了满足地球位置网格在天地高方向上的剖分，天地高需要满足等距离的要求，将不等距离的真 高变换成等距的虚拟大地高。大地高变换的方式根据公式（B.4)得到公式（B.8）

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log1+be H+r。

初始剖分范围定义的基础网格（1°网格）对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad 该网格对应的经（纬）跨度差，单位为弧度（rad）； 从地面向上（或向下）数第n层立体网格，n为整数，地面以上n≥0，地面以下n<0； 地球长半轴，单位为米（m）（r。=6378137）； 地球表面上空（或地下）第n层网格的地心距离（以赤道面上来计算），单位为米（m）； H， 地球表面上空（或地下）第n层网格的大地高，单位为米（m）； ， 地球表面上空（或地下）第n层网格的高度（赤道方向粒度），单位为米（m）； L 地球表面上空（或地下）第 层网格仕 上的长度（大地高方向粒度），单位为米（m）

附录C （规范性附录） 网格定位及边界面归属

分起始位置O)的那个角点位置。设不同层级"等高面、赤道面、本初子午面的交点为〇，，处于该等高 上网格的定位角点是横向上靠近O，，纵向上（大地高方向）靠近地表的网格角点。定位具体位置 口下： a） 东北半球地下系列网格定位点应位于靠近地球表面网格面的西南角，东北半球地球上空系列 网格定位点应位于靠近地球表面网格面的西南角； b） 东南半球地下系列网格定位点应位于靠近地球表面网格面的西北角，东南半球地球上空系列 网格定位点应位于靠近地球表面网格面的西北角； C 西北半球地下系列网格定位点应位于靠近地球表面网格面的东南角，西北半球地球上空系列 网格定位点应位于靠近地球表面网格面的东南角； d 西南半球地下系列网格定位点应位于靠近地球表面网格面的东北角，西南半球地球上空系列 网格定位点应位于靠近地球表面网格面的东北角。 地球空间网格定位点位置见图C.1

C.2南北极地区合并网格定位

图C.1地球空间网格定位点位置

南纬和北纬88°～90°的南北极区域合并网格定位规则如下： a）8层网格定位：南（北)极区域网格以本初子午线和土88纬线相交的点作为定位点，天地高

DB41 1951-2020 工业涂装工序挥发性有机物排放标准GB/T 400872021

地球空间网格中包括定位点的三个边界面属于本网格，不包括定位点的三个边界面则不属于本网 格。地球空间网格边界面归属示例图C.2。

图C.2地球空间网格边界面归属

附录D （资料性附录） 地球参考椭球面经纬度坐标到网格编码转换示例 北京世纪坛中心在地球参考椭球面经纬度坐标（39°54'37.0"N,116°18'54.8"E)转换示例如下： a 将经纬度坐标按度、分、秒、秒小数转换为二进制数：即纬度39°54'37.0"N转换为000100111 110110'100101.00000000000"；经度116°18'54.8"E转换为001110100°010010'110110 11001100110"。其各级网格二进制代码参见表D.1。

SN/T 0177-2011 出口食品中产气荚膜梭状芽孢杆菌计数方法表D.1北京世纪坛中心经纬度坐标二进制代码转换

GB/T 40087—2021表D.1（续）度级网格分级网秒级网网格分级编码秒小数级编码经纬度格编码格编码纬度(39°54'37.000 000"N,(1/64)"网格经度116°18'54.796 875"E)纬度(39°54'37.000 000"N,(1/128)"网格经度116°18'54.796 875"E)纬度(39°54'37.000 000"N,(1/256)"网格经度116°18'54.796 875"E)纬度(39°54°37.000 000 000"N,(1/512)"网格经度116°18'54.798 828 125"E)纬度001000(39°54°37.000 000 000 0"N,(1/1024)"网格经度116°18'54.799 804 687 5"E)纬度(39°54°37.000 000 000 0"N,(1/2048)"网格经度116°18'54.799 804 687 5'E)b)各级网格代码生成时，将纬度（二进制编码）前置、经度（二进制编码）后置，采用莫顿交叉的方式生成二进制编码，例如二进制编码4°级网格为000111010011；2°级网格为00011101001110。将二进制编码转成四进制编码加上所在半球号，例如其4°级网格代码为G0013103。2级网格代码为G00131032。21

17GB/T17159—2009大地测量术语