CN104616354A - 一种三维gis快速加载空间数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维GIS快速加载空间数据的方法，包括以下步骤：服务端基于指定数据节点查询空间数据库，得到结果集；并构建特征类集合；服务端将特征类集合返回给客户端；客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，并将所构建的渲染对象添加到渲染集合中；客户端遍历所述渲染集合中的每个渲染对象，异步给各个所述渲染对象的属性赋值；将所述渲染集合生成一个缓存文件并保存至缓存中。本发明提供的三维GIS快速加载空间数据的方法，采用多种技术手段，全面提高了空间数据加载速率，更好地满足空间数据实时显示的需求；还有效降低了空间数据的维护成本。

Description

一种三维GIS快速加载空间数据的方法

技术领域

本发明属于计算机图形学技术领域，具体涉及一种三维GIS快速加载空间数据的方法。

背景技术

目前，公知的三维GIS(Geographic Information System，地理信息系统)加载空间数据的方法是：首先将空间数据库中存储的空间数据进行栅格化处理；然后，再将生成的栅格数据发布到服务器上；最后，客户端直接读取服务器上的栅格数据并加载到影像上。

该种方法存在的主要问题为：由于栅格数据是静态的事先处理好的数据，栅格数据并不会实时的读取空间数据库，其是以文件的形式发布到服务器中，因此，当更新空间数据库时，并无法反映到栅格数据中，所以，当更新空间数据库时，必须重新生成栅格化数据来替代原有的栅格化数据，具有维护成本高的问题。比如，当在空间数据库中新增、修改或删除空间数据时，均需要重新生成栅格数据，因此，随着空间数据量的增加和业务量的增多，此问题更加突出。例如，在油田GIS领域，需要经常更新空间数据库，比如：当新铺设油气管线、新增采油井或者采油井报废时，均需要将这些井状态变更的数据反映到相关的空间数据库中，如果三维GIS采用传统的空间数据栅格化处理方式，将大大增加维护成本。

因而，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题为：如何找到一种实时的快速加载空间数据的方法，从而有效的解决目前基于栅格数据加载空间数据方法中存在的维护成本高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种三维GIS快速加载空间数据的方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种三维GIS快速加载空间数据的方法，包括以下步骤：

S1，当客户端需要加载并显示与指定数据节点对应的空间数据时，所述客户端首先读取本地缓存，判断本地缓存是否存在与所述指定数据节点对应的缓存文件，如果不存在，则执行S2-S13；如果存在，则执行S14；

S2，所述客户端向服务端发送获取与所述指定数据节点对应的空间数据的请求消息；

S3，所述服务端读取本地缓存，判断缓存中是否存在与所述指定数据节点对应的特征类集合文件；如果不存在，则执行S4-S7；如果存在，则执行S8；

S4，所述服务端基于所述指定数据节点查询空间数据库，得到由n个空间数据组成的结果集；其中，n为自然数；

S5，所述服务端构建与所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类，所述特征类存储所述空间数据的空间坐标以及地形数据的对应关系；

S6，所述服务端将所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类进行合并，生成由n个特征类组成的特征类集合；

S7，所述服务端将所述特征类集合序列化为特征类集合文件，并缓存所述特征类集合文件；然后，所述服务端从缓存中将所述特征类集合文件进行反序列化处理，得到特征类集合，并返回给所述客户端；然后执行S11；

S8，所述服务端判断缓存中的所述特征类集合文件是否已过期，如果未过期，则执行S9；如果已过期，则执行S10；

S9，所述服务端直接从所述缓存中反序列化所述特征类集合文件，得到特征类集合，并将所述特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S10，所述服务端按步骤S4-S6的步骤获得最新的特征类集合文件，并将所获得的最新的特征类集合文件更新所述缓存中存储的已过期的特征类集合文件，然后，将最新的特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S11，所述客户端解析接收到的所述特征类集合，得到n个特征类；然后，所述客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，并将所构建的渲染对象添加到渲染集合中；

S12，所述客户端遍历所述渲染集合中的每个渲染对象，异步给各个所述渲染对象的属性赋值；

S13，渲染集合中的所有渲染对象的属性均赋值后，所述客户端通过序列化技术，将所述渲染集合生成一个缓存文件并保存至缓存中；然后，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

S14，所述客户端判断与所述指定数据节点对应的缓存文件是否过期，如果未过期，则执行S15；如果已过期，则执行S16；

S15，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

S16，所述客户端按照S2-S13的步骤，获得最新的缓存文件，并用所述最新的缓存文件更新所述缓存中存储的已过期的缓存文件，然后，采用反序列化方式加载更新后的缓存文件，并结束流程。

优选的，S4具体为：

所述服务端通过Oracle11g执行预先定制的sql查询语句，查询所述空间数据库。

优选的，S11中，所述客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，具体为：

所述客户端判断每个特征类的坐标类型；然后，所述客户端根据所述特征类的坐标类型，创建相应的空的渲染对象。

优选的，所述特征类的坐标类型包括：点、线和面三种坐标类型。

优选的，S12中，所述客户端给所述渲染对象的属性赋值，具体为：

所述客户端将解析得到的包含空间坐标和地形数据的特征类、以及预先定制的样式信息赋给渲染对象的属性，使所述渲染对象的属性非空，由此得到赋值后的渲染对象。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的三维GIS快速加载空间数据的方法，采用多种技术手段，全面提高了空间数据加载速率，更好地满足空间数据实时显示的需求；还有效降低了空间数据的维护成本。

附图说明

图1为本发明提供的三维GIS快速加载空间数据的方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，本发明提供一种三维GIS快速加载空间数据的方法，包括以下步骤：

S1，当客户端需要加载并显示与指定数据节点对应的空间数据时，所述客户端首先读取本地缓存，判断本地缓存是否存在与所述指定数据节点对应的缓存文件，如果不存在，则执行S2-S13；如果存在，则执行S14；

S2，所述客户端向服务端发送获取与所述指定数据节点对应的空间数据的请求消息；

S3，所述服务端读取本地缓存，判断缓存中是否存在与所述指定数据节点对应的特征类集合文件；如果不存在，则执行S4-S7；如果存在，则执行S8；

S4，所述服务端基于所述指定数据节点查询空间数据库，得到由n个空间数据组成的结果集；其中，n为自然数；

本步骤具体可以为：服务端通过Oracle11g执行预先定制的sql查询语句，查询所述空间数据库，从而得到由n个空间数据组成的结果集。

S5，所述服务端构建与所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类，所述特征类存储所述空间数据的空间坐标以及地形数据的对应关系；

S6，所述服务端将所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类进行合并，生成由n个特征类组成的特征类集合；

本发明中，特征类的原理跟哈希表类似，即：通过某个特定的键保存任意类型的值。在sql查询语句执行后的结果集中，每条空间数据构建一个特征类，此特征类保存这条空间数据的字段和相对应的值，即：结果集包含的空间数据的数量与特征类的数量相同。特征类集合是指通过结果集构建的所有特征类的集合。构建特征类的主要目的为：在包括二维和三维的空间客户端中能够复用特征类，实现一次查询多次应用的作用，而不需要反复查询，从而提高空间数据加载效率。

S7，所述服务端将所述特征类集合序列化为特征类集合文件，并缓存所述特征类集合文件；然后，所述服务端从缓存中将所述特征类集合文件进行反序列化处理，得到特征类集合，并返回给所述客户端；然后执行S11；

此处，服务端采用序列化为特征类集合文件的方式，即：以自定义文件的方式保存到本地缓存。优点为：当服务端需要再次读取该特征类集合时，直接对所述特征类集合文件进行反序列化处理即可，从而提高加载速度。

S8，所述服务端判断缓存中的所述特征类集合文件是否已过期，如果未过期，则执行S9；如果已过期，则执行S10；

判断特征类集合文件是否过期的具体方法为：通过预先定制的缓存更新时间字段与缓存文件创建时间进行对比，从而判断是否过期。

S9，所述服务端直接从所述缓存中反序列化所述特征类集合文件，得到特征类集合，并将所述特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S10，所述服务端按步骤S4-S6的步骤获得最新的特征类集合文件，并将所获得的最新的特征类集合文件更新所述缓存中存储的已过期的特征类集合文件，然后，将最新的特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S11，所述客户端解析接收到的所述特征类集合，得到n个特征类；然后，所述客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，并将所构建的渲染对象添加到渲染集合中；

具体的，客户端判断每个特征类的坐标类型；然后，所述客户端根据所述特征类的坐标类型，创建相应的空的渲染对象。其中，特征类的坐标类型包括：点、线和面三种坐标类型。

S12，所述客户端遍历所述渲染集合中的每个渲染对象，异步给视口范围内的所述渲染对象的属性赋值；

具体的，客户端将解析得到的包含空间坐标和地形数据的特征类、以及预先定制的样式信息赋给渲染对象的属性，使所述渲染对象的属性非空，由此得到赋值后的渲染对象。

本发明中，客户端预先加载空的渲染对象，然后采用异步的方式给每个空的渲染对象的属性赋值，有效解决现有技术中，直接读取空间数据库比栅格化数据加载效率慢的情况，可以大幅度提升矢量数据的显示效率。

S13，渲染集合中的所有渲染对象的属性均赋值后，所述客户端通过序列化技术，将所述渲染集合生成一个缓存文件并保存至缓存中；然后，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

此处，客户端采用序列化为缓存文件的方式，即：以自定义文件的方式保存渲染集合。优点为：当客户端需要再次读取该渲染集合时，直接对所述渲染集合文件进行反序列化处理即可，从而提高加载速度。并且，客户端管理缓存文件更为方便直观。

S14，所述客户端判断与所述指定数据节点对应的缓存文件是否过期，如果未过期，则执行S15；如果已过期，则执行S16；

S15，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

S16，所述客户端按照S2-S13的步骤，获得最新的缓存文件，并用所述最新的缓存文件更新所述缓存中存储的已过期的缓存文件，然后，采用反序列化方式加载更新后的缓存文件，并结束流程。

在实际应用中，对于数据更新频繁的数据节点，可以直接在数据节点上定制标志，当客户端需要加载该类型数据节点所对应的空间数据时，可以跳过读取客户端和服务端的缓存文件的步骤，以适应数据更新频繁的特性。

本发明提供的三维GIS快速加载空间数据的方法，具有以下特点：

(1)客户端和服务端均采用缓存机制，缓存数据根据预先定制的更新时间字段对比，达到自动更新的功能。

通过服务端的缓存机制，可有效减少服务端返回特征类集合的时间，有效减少客户端得到渲染集合的时间，从而提高空间数据的加载效率；

通过客户端的缓存机制，可有效减少服务端访问压力，同时，缩短客户端加载矢量数据时间，提高客户端对空间数据的加载效率；

(2)客户端采用序列化为缓存文件的方式保存渲染集合；服务端也采用序列化为缓存文件的方式保存特征类集合；因此，可有效提高客户端和服务端读取缓存文件的速度，从而最终提高客户端加载空间数据的速度。

(3)服务端基于Oracle11g执行预先定制的sql查询语句，查询所述空间数据库，进一步提高了空间数据加载速率；

因此，本发明提供的三维GIS快速加载空间数据的方法，采用多种技术手段，全面提高了空间数据加载速率，更好地满足空间数据实时显示的需求。

此外，本发明提供的方法，不仅保证了空间数据的实时性、降低了维护成本，而且其加载效率比栅格化数据更加快速，有效解决了目前三维GIS加载栅格化数据后续维护成本高的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种三维GIS快速加载空间数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，当客户端需要加载并显示与指定数据节点对应的空间数据时，所述客户端首先读取本地缓存，判断本地缓存是否存在与所述指定数据节点对应的缓存文件，如果不存在，则执行S2-S13；如果存在，则执行S14；

S2，所述客户端向服务端发送获取与所述指定数据节点对应的空间数据的请求消息；

S3，所述服务端读取本地缓存，判断缓存中是否存在与所述指定数据节点对应的特征类集合文件；如果不存在，则执行S4-S7；如果存在，则执行S8；

S4，所述服务端基于所述指定数据节点查询空间数据库，得到由n个空间数据组成的结果集；其中，n为自然数；

S5，所述服务端构建与所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类，所述特征类存储所述空间数据的空间坐标以及地形数据的对应关系；

S6，所述服务端将所述结果集中每个所述空间数据对应的特征类进行合并，生成由n个特征类组成的特征类集合；

S7，所述服务端将所述特征类集合序列化为特征类集合文件，并缓存所述特征类集合文件；然后，所述服务端从缓存中将所述特征类集合文件进行反序列化处理，得到特征类集合，并返回给所述客户端；然后执行S11；

S8，所述服务端判断缓存中的所述特征类集合文件是否已过期，如果未过期，则执行S9；如果已过期，则执行S10；

S9，所述服务端直接从所述缓存中反序列化所述特征类集合文件，得到特征类集合，并将所述特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S10，所述服务端按步骤S4-S6的步骤获得最新的特征类集合文件，并将所获得的最新的特征类集合文件更新所述缓存中存储的已过期的特征类集合文件，然后，将最新的特征类集合返回给所述客户端；然后执行S11；

S11，所述客户端解析接收到的所述特征类集合，得到n个特征类；然后，所述客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，并将所构建的渲染对象添加到渲染集合中；

S12，所述客户端遍历所述渲染集合中的每个渲染对象，异步给各个所述渲染对象的属性赋值；

S13，渲染集合中的所有渲染对象的属性均赋值后，所述客户端通过序列化技术，将所述渲染集合生成一个缓存文件并保存至缓存中；然后，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

S14，所述客户端判断与所述指定数据节点对应的缓存文件是否过期，如果未过期，则执行S15；如果已过期，则执行S16；

S15，所述客户端采用反序列化方式加载所述缓存文件，并结束流程；

S16，所述客户端按照S2-S13的步骤，获得最新的缓存文件，并用所述最新的缓存文件更新所述缓存中存储的已过期的缓存文件，然后，采用反序列化方式加载更新后的缓存文件，并结束流程。

2.根据权利要求1所述的三维GIS快速加载空间数据的方法，其特征在于，S4具体为：

所述服务端通过Oracle11g执行预先定制的sql查询语句，查询所述空间数据库。

3.根据权利要求1所述的三维GIS快速加载空间数据的方法，其特征在于，S11中，所述客户端为每个特征类构建一个属性为空的渲染对象，具体为：

所述客户端判断每个特征类的坐标类型；然后，所述客户端根据所述特征类的坐标类型，创建相应的空的渲染对象。

4.根据权利要求3所述的三维GIS快速加载空间数据的方法，其特征在于，所述特征类的坐标类型包括：点、线和面三种坐标类型。

5.根据权利要求1所述的三维GIS快速加载空间数据的方法，其特征在于，S12中，所述客户端给所述渲染对象的属性赋值，具体为：

所述客户端将解析得到的包含空间坐标和地形数据的特征类、以及预先定制的样式信息赋给渲染对象的属性，使所述渲染对象的属性非空，由此得到赋值后的渲染对象。