基于網格的地圖信息編碼設計及應用＊

竇萬軍

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基于網格的地圖信息編碼設計及應用＊

竇萬軍

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221011）

世界地圖被經緯線分割成許多網格，地圖信息都分布在各個網格中。通過先查找網格，再從網格中查找地名無疑是查閱地圖的有效手段。設計中對每個網格位置坐標進行了編碼，同一網格中的地名使用同一坐標編碼；地圖中所有信息按漢字音序排序，編制成地名網格坐標編碼索引表。查閱地圖時在地名網格坐標編碼索引表中搜索地名及編碼很容易找到地圖網格，進而找到地名。編碼數據也可以與現代信息技術整合，通過搜索引擎查找地名坐標編碼來輔助查閱地圖。

網格；編碼索引表；經緯線；世界地圖

1 引言

人們在學習或工作中，經常查閱世界地圖，有助于關注世界局勢了解世界大事，理解國家宏觀政策；有助于 “面向現代化、面向世界、面向未來”，從而樹立愛國主義、國際主義的情懷，更加努力工作并樂于奉獻，實現自己的人生價值。無論在學習世界各國的政治、金融、軍事知識等方面，還是在了解世界各國的人文、宗教、歷史文化等方面，經常查閱世界地圖，往往會收到事半功倍的效果。

傳統查閱世界地圖的方法，一般無規律可循，只有相關專業人員才能在地圖中快速找到所尋地名。非相關專業人員因為不常用世界地圖，查閱時費神費力、效率低下，影響使用效果。

能否找到進一步縮小搜查范圍的查閱世界地圖的方法，是提高查閱地圖效率的關鍵。為提高地圖的定位快速性和準確性，提出一種逐級分區域的網格索引法，將地圖進行網格劃分，采用逐級索引定位的方式，不斷地縮小定位范圍[1]。因為網格能作為宏觀信息（如特定空間位置范圍內的自然、社會、經濟信息）的載體[2]，還能作為空間數據的載體，即空間數據經過一定處理后以網格作為其存儲與管理的單元[3]，所以網格技術可以將各種信息資源（內容）連接起來[4]。地圖通過經緯網進行網格劃分，計算編碼比較簡單，與現有的各種數據轉換很方便[5]。本文通過對世界地圖網格進行編碼設計，將地圖信息與網格編碼聯系起來。在編碼手冊上查找地名信息，就能找到網格編碼和位置，再在網格區域中查找地名就比較容易了。

2 速查世界地圖的創新設計思路

世界地圖由經線和緯線分隔成若干個網格區域，這里定義為經緯網格，簡稱網格，如圖1所示。由于每一個網格都對應著地面的一個四邊形區域，網格上任一點對應著地球橢球面上唯一的坐標點。如何將網格的平面坐標換成地面坐標點的經緯度，是研究中的一個難點[5]，也就是把空間的不確定性因素（地理信息）控制在相應的尺度范圍內[6]。由于所有的地名信息都處在相關的地圖網格中，本文通過對每個網格右下角經緯線交點用經緯線（度）進行坐標編碼，就能解決這個難點。一個經緯網格中的所有地名都用同一編碼，且網格坐標編碼尾隨網格中的地名，再按照地名音序排序，設計成地名網格坐標編碼索引表（以下簡稱“編碼索引表”，如表1所示，表中內容較多，此處只節選部分圖表內容供舉例選用）。若要在地圖上查找某一地名，先在“編碼索引表”中查找該地名就可找到網格區域坐標編碼（地名與坐標是相關聯在一起的），由坐標編碼確定網格區域，由網格區域查到相關地名。這樣就能從整版地圖搜索地名到相關網格區域搜索地名，極大地縮小了搜索范圍，且操作步驟簡單、有序、快捷。

3 編碼索引表的編碼規則

3.1 地圖經緯線（度）的編碼

把東經、西經、南緯、北緯分別用東、西、南、北的漢語拼音的第一個字母D、X、N、B表示，如東經60°表示為D60，西經90°表示為X90，南緯45°表示為N45，北緯75°表示為B75。

3.2 地圖網格的編碼

應用以點代面的原則，即用經緯線交點的點坐標表示地圖上該點左上方網格區域的面，該區域內的所有地名位置都用該點坐標表示。圖1中，比如北京的網格坐標為東經120°、北緯30°，記為北京-D120-B30，表示北京所在的網格區域為東經105°～東經120°和北緯30°～北緯45°所形成的地圖方格區域；同樣，天津也在該區域，其坐標編碼與上述相同，只是地名不同，所以天津編碼為天津-D120-B30。

3.3 地圖下邊框的編碼

規定用┷表示地圖下邊框線，即一幅地圖中最下邊的一條緯線，也是地圖中最下邊的一條水平直線；圖2中，比如龍尼陸緣冰的地圖坐標是西經60°與地圖下邊框線的交點，則表示為龍尼陸緣冰-X60-┷。

圖1 地名同在一個區域網格內的坐標編碼

圖2 查找地名舉例編碼

3.4 編碼索引表主體內容編碼

以地名為編碼首字段、區域坐標為尾字段的原則形成編碼主體內容，再以地名的拼音首字母進行排序，形成編碼索引表主體內容，如表1所示。

3.5 地名爭議區域的定位規則

地名爭議區域的定位以查找地名簡便、明晰為原則。編碼索引表的編寫是以地名的第一個字所在區域為判斷標準，圖3中，比如日本二字，日在D135-B30所形成的方格區域內，而本字不在該區域，根據編碼原則把日字所在的區域作為編碼標準，因此日本的網格坐標為日本-D135-B30。

以地名的第一個字的大部分位置所在網格區域作為判斷標準，圖3中，比如京都二字，京字大部分面積都在D135-B30所形成的方格區域內，所以把京所在的區域作為京都的編碼標準，因此京都的網格坐標為京都-D135-B30。

當地名的第一個字出現區域爭議時，如壓在經或緯線上各一半時，以地名的第二個字所在區域作為編碼標準，比如地名紐拉基塔島五個字中，紐字壓線了，如圖4所示，以第二個字拉區域作為其坐標網格編碼，但編碼索引表排序依然用第一個字紐排序，有利于查找地名。所以紐拉基塔島的網格坐標為紐拉基塔島-X165-N15。

4 應用編碼索引表查閱地圖的前景

4.1 應用編碼索引表手冊查閱地圖

查閱地圖的一般方法。比如我們若想在世界地圖上找北京所在的位置，首先要在紙質編碼索引表上按音序查北京（同《新華字典》音節表規律）關鍵詞時，就會找到北京-D120-B30（比如表1所示B區），確定東經120°與北緯30°的交點，該交點的左上方網格就是北京所在的網格區域，在該網格區域內很容易找到北京。特別區域的查圖方法，即查找世界地圖下邊框附近區域地名的方法。比如查詢龍尼陸緣冰地名，應用編碼索引表（如表1所示L區）找到信息龍尼陸緣冰-X60-┷，可知龍尼陸緣冰的地圖坐標是X60-┷，確定西經60°與地圖下邊框線的交點（如圖2所示），從該交點左上方網格區域內，就能快速找到龍尼陸緣冰。

4.2 應用編碼索引表數據查閱地圖

如果在世界地圖下方留白處（地圖邊框外）印制編碼索引表坐標數據，即可直接通過地圖下方編碼索引表搜索地名查到網格坐標，再在地圖中尋找到網格及相關地名（具體查閱方法與應用編碼索引表手冊的查閱地圖方法相同），達到查閱地圖的目的。

4.3 結合現代信息技術查閱地圖

如果通過編碼索引表中數據的電子版與互聯網引擎結合，就可通過數字終端（比如手機、筆記本等）輸入要查找的地名，通過互聯網引擎（比如應用百度搜索引擎）搜索到地名從而確定網格坐標，再由坐標編碼找到紙質地圖網格，這樣可以擺脫紙質編碼索引表手冊，也能達到快速查閱世界地圖的目的。如果在紙質地圖上印制編碼索引表二維碼導引圖標，用戶想在地圖中查找某地名，用手機掃描地圖上的二維碼進入電子版編碼索引表，就可在電子版編碼索引表直接查找地名及相關經緯線坐標，再查找地圖經緯網格就能尋找到地名，達到查閱地圖的目的。

5 結束語

通過對世界地圖中所有地名進行經緯交點坐標編碼，按地名排序，設計了地名網格坐標編碼索引表。應用該編碼索引表就能迅速查找到相關地名及其坐標編碼，找到世界地圖與地名相關的一對經緯線，確定其交點，定位交點左上角所在的區域網格，就可在地圖上快速查找到該地名，從而達到了有效查閱世界地圖的目的。

圖3 地名在不同區域網格內的坐標編碼

圖4 地名第一個字壓在經緯線上的區域網格編碼

表1 地名網格坐標編碼索引表（節選部分圖表）

AJ紐拉基塔-X165-N15 阿巴丹-D60-B30…………………紐曼-D120-N30 阿巴坎-D105-B45京都-D135-B30………………… 阿巴拉契亞山脈-X60-B30京杭運河-D120-B30R ……………………………………………………… BL仁川-D135-B30 八莫-D105-B15…………………日本-D135-B30 八丈島-D150-B30龍尼陸緣冰-X60-┷………………… 巴巴多斯-X45-B0龍尼灣-X75-N75Z ……………………………………………………… 北京-D120-B30N芝拉扎-D120-N15 北九州-D135-B30…………………直布羅陀-X0-B30 …………………紐卡斯爾-D165-N45…………………

［1］王亞洲，顧衛東，馮金巧.基于網格索引的地圖匹配算法［J］.齊魯工業大學學報，2015，29（4）：77-80.

［2］胡雪蓮，孫永軍，程承祺.基于地理空間概念的地理元數據組織管理研究［J］.地理與地理信息科學，2003，19（2）：11-14.

［3］李德仁，肖志峰，朱欣焰，等.空間信息等級網絡劃分方法及編碼研究［J］.測繪學報，2006，35（1）：52-56.

［4］李德仁，朱欣焰，龔鍵雅.從數字地圖到空間信息網格［J］.武漢大學學報，2003，28（6）：642-651.

［5］韓陽，萬剛，曹雪峰.混合式全球網格劃分方案［J］.測繪工程，2008，17（3）：16-20.

［6］萬剛，曹雪峰.地理空間信息網格的歷史演變與思考［J］.測繪學報，2016，45（S1）：15-22.

2095－6835（2018）21－0028－02

K991

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.028

竇萬軍（1964—），男，江蘇徐州人，副教授，碩士學位，主要從事自動控制技術、職業教育研究。

江蘇省教育科學研究院現代教育技術研究所規劃重點課題“現代信息技術與學科課程整合的實踐探索”階段性成果（編號：2017-R-54473）

〔編輯：嚴麗琴〕