基于网格的地图信息编码设计及应用＊

窦万军



基于网格的地图信息编码设计及应用＊

窦万军

（江苏安全技术职业学院，江苏 徐州 221011）

世界地图被经纬线分割成许多网格，地图信息都分布在各个网格中。通过先查找网格，再从网格中查找地名无疑是查阅地图的有效手段。设计中对每个网格位置坐标进行了编码，同一网格中的地名使用同一坐标编码；地图中所有信息按汉字音序排序，编制成地名网格坐标编码索引表。查阅地图时在地名网格坐标编码索引表中搜索地名及编码很容易找到地图网格，进而找到地名。编码数据也可以与现代信息技术整合，通过搜索引擎查找地名坐标编码来辅助查阅地图。

网格；编码索引表；经纬线；世界地图

1 引言

人们在学习或工作中，经常查阅世界地图，有助于关注世界局势了解世界大事，理解国家宏观政策；有助于 “面向现代化、面向世界、面向未来”，从而树立爱国主义、国际主义的情怀，更加努力工作并乐于奉献，实现自己的人生价值。无论在学习世界各国的政治、金融、军事知识等方面，还是在了解世界各国的人文、宗教、历史文化等方面，经常查阅世界地图，往往会收到事半功倍的效果。

传统查阅世界地图的方法，一般无规律可循，只有相关专业人员才能在地图中快速找到所寻地名。非相关专业人员因为不常用世界地图，查阅时费神费力、效率低下，影响使用效果。

能否找到进一步缩小搜查范围的查阅世界地图的方法，是提高查阅地图效率的关键。为提高地图的定位快速性和准确性，提出一种逐级分区域的网格索引法，将地图进行网格划分，采用逐级索引定位的方式，不断地缩小定位范围[1]。因为网格能作为宏观信息（如特定空间位置范围内的自然、社会、经济信息）的载体[2]，还能作为空间数据的载体，即空间数据经过一定处理后以网格作为其存储与管理的单元[3]，所以网格技术可以将各种信息资源（内容）连接起来[4]。地图通过经纬网进行网格划分，计算编码比较简单，与现有的各种数据转换很方便[5]。本文通过对世界地图网格进行编码设计，将地图信息与网格编码联系起来。在编码手册上查找地名信息，就能找到网格编码和位置，再在网格区域中查找地名就比较容易了。

2 速查世界地图的创新设计思路

世界地图由经线和纬线分隔成若干个网格区域，这里定义为经纬网格，简称网格，如图1所示。由于每一个网格都对应着地面的一个四边形区域，网格上任一点对应着地球椭球面上唯一的坐标点。如何将网格的平面坐标换成地面坐标点的经纬度，是研究中的一个难点[5]，也就是把空间的不确定性因素（地理信息）控制在相应的尺度范围内[6]。由于所有的地名信息都处在相关的地图网格中，本文通过对每个网格右下角经纬线交点用经纬线（度）进行坐标编码，就能解决这个难点。一个经纬网格中的所有地名都用同一编码，且网格坐标编码尾随网格中的地名，再按照地名音序排序，设计成地名网格坐标编码索引表（以下简称“编码索引表”，如表1所示，表中内容较多，此处只节选部分图表内容供举例选用）。若要在地图上查找某一地名，先在“编码索引表”中查找该地名就可找到网格区域坐标编码（地名与坐标是相关联在一起的），由坐标编码确定网格区域，由网格区域查到相关地名。这样就能从整版地图搜索地名到相关网格区域搜索地名，极大地缩小了搜索范围，且操作步骤简单、有序、快捷。

3 编码索引表的编码规则

3.1 地图经纬线（度）的编码

把东经、西经、南纬、北纬分别用东、西、南、北的汉语拼音的第一个字母D、X、N、B表示，如东经60°表示为D60，西经90°表示为X90，南纬45°表示为N45，北纬75°表示为B75。

3.2 地图网格的编码

应用以点代面的原则，即用经纬线交点的点坐标表示地图上该点左上方网格区域的面，该区域内的所有地名位置都用该点坐标表示。图1中，比如北京的网格坐标为东经120°、北纬30°，记为北京-D120-B30，表示北京所在的网格区域为东经105°～东经120°和北纬30°～北纬45°所形成的地图方格区域；同样，天津也在该区域，其坐标编码与上述相同，只是地名不同，所以天津编码为天津-D120-B30。

3.3 地图下边框的编码

规定用┷表示地图下边框线，即一幅地图中最下边的一条纬线，也是地图中最下边的一条水平直线；图2中，比如龙尼陆缘冰的地图坐标是西经60°与地图下边框线的交点，则表示为龙尼陆缘冰-X60-┷。

图1 地名同在一个区域网格内的坐标编码

图2 查找地名举例编码

3.4 编码索引表主体内容编码

以地名为编码首字段、区域坐标为尾字段的原则形成编码主体内容，再以地名的拼音首字母进行排序，形成编码索引表主体内容，如表1所示。

3.5 地名争议区域的定位规则

地名争议区域的定位以查找地名简便、明晰为原则。编码索引表的编写是以地名的第一个字所在区域为判断标准，图3中，比如日本二字，日在D135-B30所形成的方格区域内，而本字不在该区域，根据编码原则把日字所在的区域作为编码标准，因此日本的网格坐标为日本-D135-B30。

以地名的第一个字的大部分位置所在网格区域作为判断标准，图3中，比如京都二字，京字大部分面积都在D135-B30所形成的方格区域内，所以把京所在的区域作为京都的编码标准，因此京都的网格坐标为京都-D135-B30。

当地名的第一个字出现区域争议时，如压在经或纬线上各一半时，以地名的第二个字所在区域作为编码标准，比如地名纽拉基塔岛五个字中，纽字压线了，如图4所示，以第二个字拉区域作为其坐标网格编码，但编码索引表排序依然用第一个字纽排序，有利于查找地名。所以纽拉基塔岛的网格坐标为纽拉基塔岛-X165-N15。

4 应用编码索引表查阅地图的前景

4.1 应用编码索引表手册查阅地图

查阅地图的一般方法。比如我们若想在世界地图上找北京所在的位置，首先要在纸质编码索引表上按音序查北京（同《新华字典》音节表规律）关键词时，就会找到北京-D120-B30（比如表1所示B区），确定东经120°与北纬30°的交点，该交点的左上方网格就是北京所在的网格区域，在该网格区域内很容易找到北京。特别区域的查图方法，即查找世界地图下边框附近区域地名的方法。比如查询龙尼陆缘冰地名，应用编码索引表（如表1所示L区）找到信息龙尼陆缘冰-X60-┷，可知龙尼陆缘冰的地图坐标是X60-┷，确定西经60°与地图下边框线的交点（如图2所示），从该交点左上方网格区域内，就能快速找到龙尼陆缘冰。

4.2 应用编码索引表数据查阅地图

如果在世界地图下方留白处（地图边框外）印制编码索引表坐标数据，即可直接通过地图下方编码索引表搜索地名查到网格坐标，再在地图中寻找到网格及相关地名（具体查阅方法与应用编码索引表手册的查阅地图方法相同），达到查阅地图的目的。

4.3 结合现代信息技术查阅地图

如果通过编码索引表中数据的电子版与互联网引擎结合，就可通过数字终端（比如手机、笔记本等）输入要查找的地名，通过互联网引擎（比如应用百度搜索引擎）搜索到地名从而确定网格坐标，再由坐标编码找到纸质地图网格，这样可以摆脱纸质编码索引表手册，也能达到快速查阅世界地图的目的。如果在纸质地图上印制编码索引表二维码导引图标，用户想在地图中查找某地名，用手机扫描地图上的二维码进入电子版编码索引表，就可在电子版编码索引表直接查找地名及相关经纬线坐标，再查找地图经纬网格就能寻找到地名，达到查阅地图的目的。

5 结束语

通过对世界地图中所有地名进行经纬交点坐标编码，按地名排序，设计了地名网格坐标编码索引表。应用该编码索引表就能迅速查找到相关地名及其坐标编码，找到世界地图与地名相关的一对经纬线，确定其交点，定位交点左上角所在的区域网格，就可在地图上快速查找到该地名，从而达到了有效查阅世界地图的目的。

图3 地名在不同区域网格内的坐标编码

图4 地名第一个字压在经纬线上的区域网格编码

表1 地名网格坐标编码索引表（节选部分图表）

AJ纽拉基塔-X165-N15 阿巴丹-D60-B30…………………纽曼-D120-N30 阿巴坎-D105-B45京都-D135-B30………………… 阿巴拉契亚山脉-X60-B30京杭运河-D120-B30R ……………………………………………………… BL仁川-D135-B30 八莫-D105-B15…………………日本-D135-B30 八丈岛-D150-B30龙尼陆缘冰-X60-┷………………… 巴巴多斯-X45-B0龙尼湾-X75-N75Z ……………………………………………………… 北京-D120-B30N芝拉扎-D120-N15 北九州-D135-B30…………………直布罗陀-X0-B30 …………………纽卡斯尔-D165-N45…………………

［1］王亚洲，顾卫东，冯金巧.基于网格索引的地图匹配算法［J］.齐鲁工业大学学报，2015，29（4）：77-80.

［2］胡雪莲，孙永军，程承祺.基于地理空间概念的地理元数据组织管理研究［J］.地理与地理信息科学，2003，19（2）：11-14.

［3］李德仁，肖志峰，朱欣焰，等.空间信息等级网络划分方法及编码研究［J］.测绘学报，2006，35（1）：52-56.

［4］李德仁，朱欣焰，龚键雅.从数字地图到空间信息网格［J］.武汉大学学报，2003，28（6）：642-651.

［5］韩阳，万刚，曹雪峰.混合式全球网格划分方案［J］.测绘工程，2008，17（3）：16-20.

［6］万刚，曹雪峰.地理空间信息网格的历史演变与思考［J］.测绘学报，2016，45（S1）：15-22.

2095－6835（2018）21－0028－02

K991

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.028

窦万军（1964—），男，江苏徐州人，副教授，硕士学位，主要从事自动控制技术、职业教育研究。

江苏省教育科学研究院现代教育技术研究所规划重点课题“现代信息技术与学科课程整合的实践探索”阶段性成果（编号：2017-R-54473）

〔编辑：严丽琴〕