一种改进的DQG格网编码与经纬度高效转换算法

丁加成，赵学胜

(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

0 引言

球面退化四叉树格网(Degenerate Quadtree Grid,DQG)[1]是一种建立在经纬度格网基础上的变间隔经纬度格网模型，具有径向对称性、方向一致性及平移相和性等优点[2]，其四边形网格的投影为矩形[3]，适用于数字地形的构建和遥感影像的管理等[4,5]，是全球地表建模及可视化分析[6]的基础框架之一。格网利用编码表达空间对象，而现有空间数据多以经纬度的形式存在[7]。因此，编码与经纬度间的转换效率是制约格网应用的重要因素[8]。随着空间信息获取技术的进步和更新频率的加快，时空数据量急剧增加[8,9]，数据类型也日益丰富[10]，对格网编码与经纬度间的转换效率提出了更高要求。

国内外学者提出了诸多格网编码与经纬度转换方法。例如：ZOT (Zenithal Ortho Triangular)投影法[11]按曼哈顿距离进行转换，效率较高，但编码失去方向性，不便于邻近搜索；等三角投影法(Equal Triangles Projection,ETP)[12]计算精度较高，但涉及投影操作及幂指数运算，效率较低；行列逼近法[7]在保证算法效率的同时，生成的编码具有方向性，但存在半个格网误差；三向互化算法[13]有效降低了转换误码率，其转换速度介于行列逼近法和ZOT算法之间；王谦等[8]对行列逼近法和三向互化算法进行改进，提高了编码转换精度；张玉梅等[14]提出的球面菱形格网与经纬度转换算法不涉及投影操作，计算速度较快。上述算法在编码与经纬度间转换时存在递归过程，转换效率有待提升。针对DQG格网编码，崔马军等[15]最早利用DQG和经纬度格网的对应关系提出相应的转换算法，实现简单，但其采用四进制编码，转换效率需进一步提升；……