工具介紹
直角坐标網是我國大比例尺圖上常見的坐标網類型，其以經緯線為圖廓變線。當位于投影帶東西邊緣時，需要考慮是否繪制鄰帶坐标網，方便鄰帶地圖量算。鄰帶坐标網是直角坐标網的一種特殊情況，其繪制也有嚴格的要求。根據比例尺和圖幅範圍确定出直角坐标網的數學基礎參數，然後根據直角坐标網計算過程計算直角坐标網。
背景介紹
20世紀末，美國為了适應信息化多兵種聯合作戰指揮的需求，提出了一個“GIG”計劃，稱全球信息網格（global information grid），聲勢浩大，投入高，甚至引起了世界性的追捧，按計劃也取得了一定進展。但這個網格（grid）并不是地理空間網格，它是一個在軍用互聯網基礎上解決上下左右、人、武器裝備互聯互通的指揮系統，最後因與作戰指揮傳統的網格坐标參考系（UTM參考系）同名同姓，産生軍語（術語）矛盾而放棄Urid的名稱，改為DoDIN（department of defense information network）。
本世紀初，北京市東城區搞了一個“城市網格管理”計劃，把全區劃分成很多小區，分配監管人員，配發手機，将區内事無巨細，包括一個下水井蓋的丢失，都通報給網格中心及時修複或處理，一時間還在全國推廣。也因其與原有城管系統的重疊，管理人員難以定崗定編，無疾而終。
這些“網格”的随意使用現象，都出自1988年福斯特（Ian Foster）提出的一時引發熱潮的“網格計算”（grid computing）概念。其實質是在網絡環境中的計算機，通過建立網格系統，使信息資源像電力資源那樣即開即用。但網格計算過于理想化，信息資源構成十分複雜，非電力資源可比；在跨平台、跨組織、跨信任域的複雜異構環境中共享資源和解答問題，也有極大的技術難度，這些因素使網格計算在普适領域中，特别是在商業計算領域中逐漸被雲計算所替代，網格的概念也在應用領域逐漸淡化。但是，對于許多高端科學和軍事應用來說，仍需要依靠網格計算來解決問題。
在網絡環境所謂“零距離零時間到達”的認識中，傳統IT業對區域特征和地理分布的因素考慮得較少，但恰恰是地理空間的時空要素才是網格構成的核心。它的應用己有幾百年的曆史，在我國己有千餘年的記錄，重新定義網格，可能會引起認識的混亂。現在把網格問題講清楚，認識到凡涉及區域定位的網格，必須有統一的國家标準，賦予構建的規則和編碼，這樣才有互聯互通、共享資源的基礎。眼下我國采用的空間網格系統就是世界通用的經緯度網和國家測繪地理信息局公布的基于高斯一克呂格投影的直角坐标網。一切地理空間數據的采集、分析、分級、檢索、表示、歸檔都受此國家标準的約束。
随着遙感技術的進步和網絡環境的便捷應用，地理空間數據量空前增加，及時處理這些數據也會涉及地球表而剖分等算法的應用。近年來這個領域的研究不斷深入，成果很多。這從客觀上提出了一個傳統地理空間框架是否需要改革的問題。在這個環節上，傳統的以檢索和定位為核心的網格方法，與互聯網條件下所形成的現代計算網格的概念有了交集。例如圈層立體網格技術就是研究将地下到太空作為一個基于地球系統的整體來對待如何建立地球基礎框架的問題。回顧曆史，當前全球經緯度的劃定和最後世界範圍内統一，也是經曆了多年的探索、實踐和各種方案的選擇才最後形成的。
當前，以物聯網、大數據、雲計算為标志的信息社會呈現出新的時代特征。地理空間信息網格将為構建統一的智能化空間感知體系、空間位置标識體系、新型空間信息組織模型和多維海量信息可視化平台提供基礎支撐。不遠的未來，以機器人為代表的智能化信息平台有望利用地理空間信息網格進行環境自主感知、自主空間分析、自主行為控制等。地理空間信息網格不僅服務于人，還将服務于智能化平台，具有廣闊的發展前景。
繪制流程
①确定圖幅點數量
同地理坐标網的圖框點數計算過程相同，不論是地圖分幅編号的計算公式還是直接獲取圖幅角點坐标，歸根結底都得到地圖左下角的經緯度坐标值，根據我國基本比例尺和圖幅間關系，可以得到經差和緯差的具體值，根據經緯度坐标值和經差、緯差，就可求出圖框線上的點個數高斯一克呂格投影除了中央經線和赤道是直線外，其餘的經緯線都應繪制為曲線。當經緯線曲率不大時，可以用直線來代替（如矢長小于0.15 mm的曲線）。在圖幅範圍較大時，經線可以用直線代替，但緯線無論什麼時候都不能用直線代替，而必須以若幹折線代替曲線段。緯線需用幾段折線代替，也就需要多少圖廓點。這裡我們把需要的點數稱為點密度。當用戶不設置時，使用國家規定的默認點數，當用戶設置時，按用戶設置點密度繪制圖框線。
②計算和繪制圖框線、内外圖廓
利用高斯正算公式計算圖框平面直角坐标，并在4個角點放置經緯度注記，然後根據内外圖廓和圖框之間的關系依次計算内圖廓、外圖廓的平面直角坐标。由于内外圖廓不平行于坐标軸，而與圖框線平行，因此内外圖廓線的繪制是在圖框線的基礎上，根據内外圖廓線距離圖框線的距離，經過上、下、左、右平移得到内外圖廓線的折線集合的。
③計算和繪制分度帶。
分度帶是以固定經緯差為單位細分的小短線，繪于内外圖廓線之間。首先根據比例尺獲取分度帶的經緯差，然後計算出分度帶與内外圖廓線交點的坐标。由于内外圖廓不平行于坐标軸，因此，圖廓四邊的細分點應分别計算，并且與内外圖廓的角點也應分别計算。
④計算和繪制本帶方裡網
根據《地形圖圖式》規定，直角坐标網繪在東、西、南、北各圖框線之間。為了計算直角坐标網和圖框線及内圖廓線的交點，首先計算出縱橫首末的直角坐标網的取整後的X或y坐标，以及圖幅範圍需要繪制的直角坐标線的條數。然後計算整公裡處和内圖廓線的交點。由于圖框線和坐标網線不平行，有一定的角度。為了保持圖面整潔，避免圖框線和内圖廓線之間畫線太多，有些首末直角坐标網線必然要斷于圖框線，和圖框線相交，這些斷點的坐标必須得到。如如圖1中P點即為交點。所用公式如下：
由于内圖廓線不是直線，而是由折線組成，在求直角坐标線和内圖廓交點時比較麻煩。本文根據公裡值區間，先判斷該整公裡值（Cx或Y值）和哪一橫或縱折線段相交，然後利用點和直線相交關系計算出交點坐标。本文采用跨立實驗先判斷坐标線段和圖框折線段是否相交。公式：
其中，如果Ua和Ub都在[0， 1]區間，則線段相交。
當判斷相交後采用兩直線相交公式計算得到兩直線的交點，Q點即為計算得到的交點。所用公式如下：
最後把計算得到的交點P和Q坐标連為線段L，即為本帶直角坐标網線。
⑤添加數字标注
直角坐标網的注記包括内外圖廓和圖框間的注記。進行圖框線注記時，對于每一條圖框線，根據計算的圖框四個角點的坐标，再根據平台對注記的顯示位置，分别計算四個角點注記的實際位置。圖框線内部直角坐标網線的注記，在步驟④中得到直角坐标網線和圖框的角點，然後根據平台注記标注位置，計算注記的實際位置。平台不同，注記位置計算也不一定相同，MapGIS平台的注記的位置坐标點的右上角，ArcGIS平台注記的位置是在坐标點的中上位置，後面第五章應用中有詳細說明。
由于直角坐标網與内圖廓之間間距的不确定性，可能導緻注記重疊或注記與直角坐标網線産生相交的現象，本文設計時采取當直角坐标網和圖框線圖面距離小于0.5cm時，則不标注直角坐标網的值，避免注記重疊或相交。
按照圖式規範繪制圖框線、直角坐标網及分度帶，并配置注記，基本上達到了圖廓整飾的目的。
