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地质空间三棱台八叉树网格剖分编码规范

1范围

本文件规定建立地质空间三棱台八叉树网格剖分编码的网格编码原则、球体测地线八叉树网格剖

分方案、网格编码。

本文件适用于地质时空大数据采集、存储、管理、三维表达和应用等地质生产工作。基于传统方

法生产的地质数据在进行面向三维网格应用的数据整合和转化工作可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T39409—2020北斗网格位置码

GB/T40087—2021地球空间网格编码规则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

网格

由两组或多种曲线（面）集所包络的空间区域。

[来源：GB/T39409—2020，3.1]

3.2

地质空间

指整个地球重力场的三维空间，半径范围从地球质心到磁层。

3.3

剖分

将连续的地理/地质空间离散为充实的（覆盖整个空间）、紧致的（无重叠、无缝隙）网格/栅格

的过程。

3.4

流形

局部具有欧几里得空间性质的空间，在数学中用于描述几何形体。球面是流面，球体是流体。球

面与平面不同胚；平面采用欧氏几何体系，球面采用黎曼几何体系；平面的网格覆盖是完全一致的

（如正方形），球面的网格覆盖是近似的（不可能像平面那样完全一致）。球体与正方体同胚，但正

方体可以离散为完全一致的栅格体元，而球体则只能离散为近似一致的栅格体元。小范围的地理空间

可以看做欧氏空间（如投影），而大范围的地理空间是流形空间（地球的曲率不容忽略）。

3.5

测地线

1

空间中两点的局域最短或最长路径，又称大地线或短程线。本文件采用其最短路径含义。球面的

测地线就是大圆弧。

3.6

地球空间网格

地球空间剖分形成的离散化的空间区域单元。

[来源：GB/T40087—2021，3.3]

3.7

球体测地线八叉树网格

是基于测地线中分和径向二分规则将（椭）球体递归剖分为多分辨率的、五面体离散网格体系。

包括径向等长和变长2种。它属于地球空间网格的一种，是本文件所推荐采用的剖分方法。

4网格编码原则

4.1科学性

以符合当代时空大数据和云计算技术应用和管理为目标，按照球体测地线八叉树网格体系的特征

进行科学设计，方便实现编码到传统坐标系的相互转换，考虑编解码的效率和适应并行计算环境的因

素。

4.2一致性

采用统一的编码模型，实现多种类（等长和变长）、多分辨率网格体系的一致编码机制。

4.3稳定性

编码模型来自于对球体测地线八叉树网格体系位置特征的本质上的逻辑抽象，具有很强的稳定性。

4.4灵活性

遵守一致的编码模型，对每部分编码允许根据科技发展或具体应用情况进行一定的创新、融合或

扩展。

5球体测地线八叉树网格剖分方案

5.1概述

球体测地线八叉树网格剖分方案将整个地球重力场抽象为一个（多圈层的）球或椭球，依据球面

测地线中分和径向半径二分将其剖分为球心处为（椭）球面三棱锥，其他为（椭）球面三棱台的似均

匀离散网格体系。包括八分体剖分、球面剖分和径向剖分3个相对独立的步骤。首先进行八分体剖分，

后面的球面剖分和径向剖分既可同时进行，也可独立进行，进而可形成任意层级的组合网格。

5.2八分体剖分

以0°～180°子午面和与之垂直的东西经90°子午面以及赤道面将球体划分为8个等体积的球面三

棱锥体，即八分之一球体，作为进一步剖分的初始区域。

5.3球面剖分

2

采用大圆弧中分的方法，对八分体球面三角形的每一条边提取中点，然后用测地线（大圆弧）连

接，将一个球面三角形剖分成4个子球面三角形，依据此方法（取边弧的中点，用测地线连接）继续对

此后各级的球面三角形进行递归剖分，直到满足所需的精度要求为止（从八分之一球体算起，递归的

剖分的次数为n）。

5.4径向剖分

n

从网格的每个节点向球心引直线（