地理图志 · 实用工具

地理网格生成器

根据指定范围与间距生成规则地理网格(渔网/Fishnet)或随机采样点,输出标准 WGS-84 坐标串。适用于生态采样、土壤调查、野外踏勘与 GIS 空间分析。

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地理网格生成器

生成规则网格或随机采样点,支持多种输出格式

WGS-84 经度,范围 -180° ~ +180°
须大于西边界
WGS-84 纬度,范围 -90° ~ +90°
须大于南边界
快速预设:
单位:度(°)
单位:度(°)
快速预设:
建议 10~500 个,最大 5000
0 表示允许重叠(纯随机)
单位:度(°)
单位:度(°)
将经度范围均分为 N 层
将纬度范围均分为 N 层
每个子区域随机采点数

采样设计原理

地理网格与空间采样设计的理论基础

🌐 渔网 (Fishnet) 格网

渔网是 GIS 中最基础的空间划分工具,将研究区域划分为规则的矩形或正方形网格单元。每个单元具有唯一的标识符,可用于空间统计、叠加分析与采样设计。

在地理坐标系(WGS-84)下,渔网的"正方形"实际上是球面上的曲边梯形。当研究区域跨度较大时,建议使用投影坐标系(如 UTM)生成后再反投影,以保证网格的几何精度。

参数说明
范围边界西、东、南、北四至坐标
间距经向与纬向的网格间隔
格数ceil((东-西)/间距) × ceil((北-南)/间距)
中心点每个网格的几何中心坐标

🎲 随机采样与空间代表性

空间随机采样要求每个空间位置被抽中的概率均等。纯随机采样(Uniform Random)可能出现点聚集现象,降低空间覆盖效率。

泊松盘采样 (Poisson Disc Sampling) 通过设置最小间距约束,在保证随机性的同时获得更均匀的空间分布。Bridson (2007) 算法时间复杂度为 O(N),是生成自然分布点集的高效方法。

Halton 序列 属于低差异序列 (Low-discrepancy sequence),其空间分布均匀性优于纯随机序列,在数值积分与空间模拟中广泛应用。

📐 系统采样 (Systematic Sampling)

系统采样按固定间隔布设采样点,具有操作简便、覆盖均匀的优点。但需注意:若研究对象存在与采样间隔相近的周期性空间变异,可能产生系统性偏差(aliasing)。

起始偏移策略:

  • 角点偏移:从西南角开始,无随机偏移
  • 中心偏移:每个网格中心布设一点
  • 随机偏移:在基础网格上叠加随机偏移量,兼顾规律性与随机性

🗂️ 分层采样 (Stratified Sampling)

分层采样先将总体划分为互不重叠的层(strata),在各层内独立抽样。其优势在于:

  • 保证各子区域均有样本代表
  • 当层内方差小于层间方差时,总体估计精度更高
  • 便于分层统计与对比分析

本工具采用等面积方格分层,每层内采用简单随机抽样。分层数建议根据研究区面积与异质性确定,通常 4×4 至 10×10 格网即可满足多数野外调查需求。

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