CN101312555A - 用于将地图数据内容最优分发至无线通信设备的位图阵列 - Google Patents

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Abstract

一种用于将地图数据从地图服务器分发至无线通信设备的方法，所述方法包括产生表示针对给定缩放等级的矢量地图数据的位图阵列，计算所述位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征，以及要抑制哪些地图特征，然后仅向无线通信设备传输针对要保留的地图特征的地图数据。通过对表示诸如谷地、湖泊或岛屿之类的多边形地图特征的位图单元的个数进行计数，快速地估计近似区域。如果该区域在阈值之下，则丢弃小多边形的地图数据。类似地，如果折线地图特征与另一折线地图特征重叠(或过于靠近)，则丢弃折线地图特征之一。因而减少了实际传输的地图数据，从而节约了带宽，而不会过度牺牲地图细节。

Description

用于将地图数据内容最优分发至无线通信设备的位图阵列
技术领域
本公开大体上涉及一种无线通信设备，具体地，涉及用于将地图内容分发至无线通信设备的技术。
背景技术
诸如捷讯公司的之类的无线通信设备使用户能够从基于网络的数据源(如BlackBerry MapsTM或Google MapsTM)下载地图内容。在BlackBerry MapsTM的情况下，地图数据是矢量格式的，这意味着以多边形表示谷地、湖泊、海洋、岛屿、大陆块等，而以折线表示高速公路、街道、马路等。数学上，多边形和折线是坐标点(根据维度和经度定义的点)集合。
当用户想要在他或她的无线通信设备上查看地图时，用户通过客户端设备向地图服务器触发针对与用户所请求的特定区域或地点相对应的地图数据的请求，从而选择感兴趣的地点或区域(AOI)。服务器检索地图数据，并将地图数据发送回客户端设备，以使设备能够使用所接收到的地图数据来动态地呈现地图。在BlackBerry MapsTM的上下文环境中，服务器首先以针对感兴趣的区域(AOI)的所有可用地图数据的索引进行应答，这使设备能够仅选择其所需地图数据的那些方面，因而节约了无线带宽。尽管使用了用于降低空中(over-the-air)数据传输的该索引技术，但是针对感兴趣的区域传输的数据量仍然非常大。具体地，当用户请求高缩放等级(例如，10km×10km或更大)的地图时，假设正在寻找低等级的细节，则正在传输的矢量数据量是过多的，即实际上仅有正在被传输至无线设备的全部地图数据的一部分用于呈现地图。例如，如图1所示，中部北美的大比例地图不仅示出了五大湖，而且示出了无数较小的湖泊，提供了大多数用户不一定要求或期望的等级的细节。下载所有这些“额外”地图矢量数据给无线链路造成了不必要的负担，并且不会向用户提供任何实际益处。类似地，如图2所示，示出了具有入口、出口和便道的高速公路交叉的地图可以向请求该缩放等级的地图的用户提供过度的细节。此外，在该缩放等级上，路线可能看上去互相重叠，因而使用户感到困惑，并引发了针对屏上标记的问题。
因此，非常期望一种用于将地图数据内容最优分发至无线通信设备的技术。
发明内容
大体上，本技术提供了一种方法，通过使用位图阵列来处理地图服务器处的矢量地图数据，以有效地分析多边形地图特征(如湖泊、岛屿、谷地等)和/或折线地图特征(如高速公路、街道、马路)，从而确定是否保留所述特征、或是否抑制(suppress)所述特征(由于是不必要细化的特征)或重叠或部分重叠，将地图内容更加有效地分发至无线通信设备。针对给定的缩放等级产生位图阵列，其中位图阵列的每个位图单元表示矢量地图数据的离散部分。可以通过计算位图阵列的属性，对地图特征进行有效分析。例如，可以通过对表示多边形地图特征的多个位图单元进行求和，来近似于多边形地图特征的区域。如果近似的区域小于阈值，则由于过小(过多细节)而抑制该多边形地图特征。针对折线地图特征，可以区分这些特征的优先级(根据重要性或大小)，并针对优先级最高的折线来标记相应的单元。在阵列上标记后续折线，除非这些折与先前标记的单元重合。对未标记单元和标记单元进行计数，并将其比率与阈值进行比较，以确定两个折线是否重叠或部分重叠。如果是，则抑制较低优先级的折线(或者可选地，将其并入较高优先级的折线)。类似地，可以在折线旁创建缓冲器(buffer)，从而确保相邻折线之间的最小间隔。该重叠和邻近度分析不仅可以应用于折线，还可以应用于多边形，从而确保在呈现时多边形地图特征不会重叠，或者可选地，确保在呈现时多边形地图特征不会过于靠近彼此。因此，抑制了在给定缩放等级上无用或无必要的地图的过于细化的特征，从而将传输至无线通信设备的地图数据总量最小化。因此，节约了无线带宽，而没有过度牺牲地图内容的细节。可以调节诸如位图大小、位图分辨率、阈值和缓冲器带宽之类的参数，以使(客户端设备的)用户或(服务器侧的)系统管理员能够调整要提供的地图细节的程度。一旦将矢量地图数据折叠(collapse)成了位图，并做出省略(即，抑制或去除)哪些特征的判断，便以矢量格式传输与剩余特征相关联的地图数据，或者可选地，可以传输位图本身(在这种情况下，设备接收由矢量地图数据折叠而来的位图)。可以实时地(通过产生和分析位图)进行“数据简化”或“数据泛化(generalization)”的该过程，但是可以针对不同的缩放等级更加有效地对位图进行预处理。
因此，本技术的一方面是一种用于将地图数据从地图服务器分发至无线通信设备的方法。所述方法包括：响应于来自无线通信设备的、在地图服务器处接收到的针对地图数据的请求，获得矢量地图数据；产生表示针对所述请求中规定的缩放等级的矢量地图数据的位图阵列；计算所述位图阵列的属性，从而确定要保留哪些地图特征，以及要抑制哪些地图特征；并仅向无线通信设备传输针对要保留的地图特征的地图数据。
本技术的另一方面是一种计算机程序产品，包括在将所述计算机程序产品载入存储器并在无线通信设备的处理器上执行时，适于执行上述方法步骤的代码。
本技术的另一方面是一种地图服务器，用于将地图数据分发至无线通信设备。所述服务器具有数据端口，用于接收来自无线通信设备的、针对地图数据的请求；以及与存储器耦合的处理器，用于对所述请求进行处理，并响应于所述针对地图数据的请求来获得矢量地图数据，产生表示针对所述请求中规定的缩放等级的矢量地图数据的位图阵列，计算所述位图阵列的属性，从而确定要保留哪些地图特征，以及要抑制哪些地图特征，并通过所述数据端口，向无线通信设备仅传输针对要保留的地图特征的地图数据。
本技术的另一方面是一种无线通信设备，具有：输入设备，用于使用户能够请求地图数据；与存储器耦合的处理器，用于将请求传送至地图服务器；以及显示器，用于显示根据从地图服务器接收到的地图数据而呈现的地图，在使用位图阵列处理地图数据，其中根据该位图阵列计算地图特征的属性数据，以便确定是保留还是省略地图特征之后，所述地图服务器仅传输与要保留的地图特征相关联的地图数据。
本技术的另一方面是一种用于处理地图服务器中的矢量地图数据的方法，所述方法包括以下步骤：产生表示针对由地图服务器接收到的地图数据的请求中规定的特定位置的矢量地图数据的位图阵列；计算位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征、以及要省略哪些地图特征；并实现仅将针对要保留的地图特征的地图数据传输至无线通信设备。
附图说明
结合附图，本发明的其他特征和优点将从以下的描述中变得显而易见，其中：
图1是示出提供了大多数当前绘图应用程序中典型的不期望的高等级细节的中部北美的大比例(scale)地图的截屏；
图2是同样提供了导致出现重叠和部分重叠的道路的不期望的高等级细节的高速公路交叉的截屏；
图3是用于实现本技术的无线通信系统的关键组件的框图；
图4是概括了根据本技术的用于将地图内容分发至无线通信设备的方法步骤的流程图，其中实时地对位图进行处理；
图5是概括了根据本技术的用于将地图内容分发至无线通信设备的方法步骤的流程图，其中对位图进行预处理；
图6是图1中所呈现的中部北美的相同部分的截屏，但是具有省略了所有小湖泊的简化后的地图内容；
图7是图2中所呈现的相同交叉的截屏，但是具有抑制了重叠或部分重叠的道路的简化后的地图内容；
图8描述了通过折叠示出了三个不同大小的湖泊的地图的矢量地图数据而产生的位图阵列；
图9描述了通过折叠具有与高速公路重叠的街道的地图的矢量地图数据而产生的位图阵列；
图10描述了使用缓冲单元产生的位图阵列，以确保道路(或其他折线图特征)彼此不过于接近；
图11是提供了大多数当前绘图应用程序描述的不期望的高等级细节的巴黎的大比例地图的截屏；
图12是在根据本技术对地图数据进行处理之后的巴黎的大比例地图的截屏；
图13A是为无线通信设备提供绘图功能的网络组件的系统框图；
图13B示出了移动通信设备和地图服务器之间的消息交换，用于基于图13A的系统，将地图内容下载至移动通信设备；以及
图13C是示出了根据使用了本技术的实施方式的示例性实施例的Maplet数据结构的图示。
应当注意，在全部附图中，以类似的参考数字标识类似的特征。
具体实施方式
以下将参照附图，通过示例详细描述本技术的这些方面的细节和特征。
图3是用于实现本技术的无线通信系统的关键组件的框图。显然应当理解，该图意在简化而仅示出特定组件；当然系统、地图服务器和无线通信设备中每个均包括除图3所示之外的其他组件。
如图3所示，所述系统包括无线通信设备100，无线通信设备100具有微处理器102(或简称“处理器”)，用于与RAM 104和闪存106形式的存储器进行交互，这在本领域是公知的。设备100包括RF(射频)收发机108，用于与一个或多个基站200进行无线通信。设备100可以可选地包括GPS(全球定位系统)接收机芯片集110，用于接收从一个或多个轨道运动GPS卫星300传输的GPS无线电信号。在输入/输出设备或用户界面(UI)方面，设备100典型包括显示器112(例如小LCD屏幕)、指轮和/或轨迹球114、键盘或小键盘116、USB 118或与外设连接的串口、扬声器120和麦克风122。处理器和存储器因而使绘图应用程序(如BlackBerry MapsTM)能够在无线设备上运行，使设备的用户能够通过因特网210，从地图服务器220下载并查看地图内容。类似地，处理器和存储器可以使其他基于位置的服务(LBS)应用程序能够在设备上运行，如分路段导航。扬声器120、麦克风122和RF收发机电路108形成了实现蜂窝通信的语音通信子系统的一部分。
图4是概括了根据本技术的在地图服务器220处实时执行的用于将地图内容分发至一个或多个无线通信设备的方法步骤的流程图。如图4所示，初始步骤400包括从无线通信设备接收针对地图数据的请求。响应于该请求，获得针对感兴趣的区域(AOI)的矢量地图数据(步骤402)。从地图服务器自身的数据库或从其他连接的地图服务器或数据库中获得矢量地图数据。在步骤404，地图服务器产生表示针对该请求中规定的缩放等级的矢量地图数据的位图阵列。在步骤406，地图服务器计算该位图阵列的属性，从而确定(在步骤408)要保留哪些地图特征，以及要抑制哪些地图特征。在步骤410，地图服务器判断将数据以矢量格式还是作为位图传输至无线通信设备。在步骤412，如果判断以矢量格式传输，则地图服务器220仅向无线通信设备传输针对要保留的地图特征的地图数据。可选地，在步骤414，地图服务器可以简单地将位图本身传输给无线通信设备。
图5是概括了根据本技术的用于将地图内容分发至一个或多个无线通信设备的另一方法步骤的流程图，其中根据不同的缩放等级，在地图服务器处对地图数据的全部或一部分进行预处理。在接收到针对地图数据的请求(步骤500)时，地图服务器确定是否存在针对给定AOI和缩放的预处理后的数据(步骤502)。如果不存在，则地图服务器产生位图，并按照图4的流程图实时地执行数据简化计算(步骤504)。如果存在，则地图服务器获得针对给定AOI和缩放的预处理后的数据(步骤506)。地图服务器判断是以矢量格式还是作为位图发送数据(步骤510)，然后以矢量格式(步骤512)或作为位图进行发送(步骤514)。可选地，可以将位图重新转换回矢量格式，以进一步简化或泛化数据。例如，依据地图特征的性质，该重新转换回矢量格式可以具有使盘曲道路平滑或消除多边形的锯齿边缘的效果。然而，在这些情况中的每种情况下，地图服务器传输至客户端设备的数据均少于传统的通过空中发送的数据，从而节约了空中带宽。
可以以计算机程序产品中的编码指令来实现上述方法步骤。换言之，计算机程序产品是一种计算机可读介质，在其上记录了用于在将该计算机程序产品载入存储器时执行上述步骤、并在无线通信设备的微处理器上运行的软件代码。
图6是图1中所呈现的中部北美的相同部分的截屏，但是具有抑制了所有小湖泊的简化后的地图内容，因而减少了通过空中传输的数据量。通过将图6与图1进行比较，明显降低了细化等级(去除或抑制了小湖泊)，但是在给定了地图的大比例的情况下，仍对用户具有实用性。
图7是图2中所呈现的相同交叉(interchange)的截屏，但是具有抑制了重叠或部分重叠的道路的简化后的地图内容。再次，不仅减少了数据量，而且该地图实际上对于用户具有相同的实用性(由于重叠路线会使用户感到困惑并且会并引发针对屏上标记的问题，所以实用性会更强)。
以下描述了用于产生位图阵列和计算多边形地图特征(如湖泊、谷地、岛屿、大陆块等)和/或多边形地图特征(高速公路、街道或其它类型的公路或铁路)的属性的进一步的实现细节。
针对多边形，图8示意性地描述了示出了三个湖泊(大湖602和两个小湖604和606)的地图600(实际边界框或AOI)矢量地图数据而产生的位图阵列。通常，使用传统绘图技术，将会通过空中向客户端设备传输针对所有三个湖泊的矢量地图数据，因而即使在该特定缩放等级上的细化等级不必要或不期望时，也会给无线链路造成负担。根据这里所提出的技术，地图服务器通过产生表示AOI或边界框的位图阵列610，“精减(prune)”或简化矢量地图数据。位图阵列610是位图单元612的m×n二维阵列(即，m列和n行)。在一个示例中，如果动态地进行处理，则位图阵列(或“位图板”)的大小将会与边界框或屏幕的大小匹配。依据所寻求的分辨率或粒度来定义放大因子(或缩小比率)。位图尺寸m等于经度(在度数上以右侧坐标减去左侧坐标)乘以该因子，而n等于纬度(在度数上以顶部坐标减去底部坐标)乘以该因子。例如，如果想要表示1米乘以1米的地面平方(赤道处)的位图单元，则放大因子将会是近似90,000。使用该分辨率表示世界地图的位图板(位图阵列)的尺寸将会是32,400,000乘以16,200,000。
如图8所示，从矢量格式至位图格式的转换有效地使矢量地图数据离散化，从而提供了计算如该图中所示的湖泊之类的多边形地图特征的属性的有效方式。因此，如果数据简化需要抑制过小因而可能在该缩放等级上是无关紧要的湖泊，则可以通过对表示湖泊的位图单元的总数进行简单计数来近似位图表示中的湖泊区域。例如，通过9个单元表示湖泊606，而通过14个单元表示湖泊604。相反，湖泊602具有86个单元。因而，如果将多边形区域阈值设置为20，则湖泊604和606将会由于其在该缩放等级相对过小而被抑制，而湖泊602将会由于足够大而被保留。因此，地图服务器将仅传输与湖泊602相对应的地图数据，并去除或抑制与湖泊604和606相对应的地图数据。位图大小、位图分辨率和阈值是可以被调整以获得期望的地图细节等级的参数。
针对折线，图9示意性地描述了地图(或边界框)600，其使用传统的绘图工具，通常传输并呈现针对比该特定缩放等级上合理必需或用户期望的地图细节更多的地图细节的地图数据。在该特定示例中，地图包含矢量地图数据，用于呈现由参考数字620表示的第一路线“高速公路1”、由参考数字第二622表示的第二路线“便道2”(这是与高速公路相比较小的路线)和由参考数字630表示的第三路线“高速公路2”。通过产生具有6列4行的位图单元612(仅作为示例)的位图610，矢量地图数据被离散化，并折叠(collapse)至位图格式。这样做，通过标记与针对主要(高优先级)路线的矢量地图数据相对应的单元，在阵列上标记主要路线。
如图9所示，标记后的单元614在该图中是灰色的，如在前图中所作一样。以比前图中示出的位图阵列低得多的分辨率示出了该位图阵列，以说明位图阵列610(或位图板)的分辨率(粒度)可以改变。在图9示出的示例中，粒度较大(较低分辨率)，因而可能比粒度较小(较高分辨率)的情况丢弃或抑制更多数据。
在任何情况下，首先通过标记表示了离散化的主要路线的单元，在阵列上“绘出”这些主要路线(高速公路1和高速公路2)。然后，地图服务器将会尝试在阵列上“绘出”或标记较小的路线(较低优先级街道)(在本例中，便道622)，但是与位图阵列中的便道622相对应的单元已经被高优先级的高速公路1(620)占据。因此，认为该便道622与较高优先级的路线重叠，并因而将会在该缩放等级上被丢弃或抑制，因为即使花费了带宽和处理资源来传输和呈现针对该较小路线的数据，一旦呈现在屏幕上，也将会与高速公路1重叠或部分重叠，这是在美学观点上不令人高兴的结果，并且还会引起标记问题，或者可能会使用户在查阅该地图时感到困扰。
在确定一个折线地图特征(例如路线)是否与另一折线地图特征重叠或部分重叠的过程中，至少应该做两件事情。首先，应当将折线进行优先级排序，使得首先标记较高优先级(即比较重要)的折线，从而易于抑制较低优先级的折线(例如，较不重要的路线)，并且周围没有其他道路。可以根据包括以下的多个因素中的一个或多个来实现对诸如路线之类的折线进行优先级排序：路线类别(州际高速公路、地区公路、街道等)、路线的重要级别(可以主观或客观地预先确定，并存储为元数据)、与路线相关联的速度限制、以及路线长度。
其次，一旦针对折线地图特征建立了优先级，便可以使用以下方法来确定是否要抑制或删除任何折线地图特征：首先，如上所述，在位图阵列中标记与第一折线地图特征(高优先级特征)相对应的位图单元。第二，如上所述，在位图阵列中标记与第二折线地图特征(稍低优先级)相对应的位图单元(假设针对第二折线地图特征要标记的位图单元与已经针对第一折线地图特征标记的位图单元不重合)，因而提供了第二折线地图特征相对于第一折线地图特征的已标记单元和未标记单元的计数。一旦完成了对已标记和未标记单元的计数，地图服务器便将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，从而确定是否认为第二折线地图特征与第一折线地图特征重叠(或部分重叠)。该阈值也是可以被调整以提供相邻路线或其他折线地图特征之间的可变区分程度的参数。用于确定两个特征是否重叠的可选技术是计算已标记单元与需要用于呈现地图特征的单元总数的比率。也应注意，用于确定折线地图特征与另一折线地图特征是否重叠或部分重叠的这些技术也可以用于确定多边形地图特征是否与另一多边形地图特征重叠或部分重叠。
图10描述了使用缓冲单元650产生的、用于确保路线(或其他折线地图特征)彼此不过于靠近的位图阵列610。在图10呈现的示例中，通常将会使用传统的绘图技术来呈现地图600，由参考数字640表示的第一路线“主街道”靠近由数字642表示的另一路线“第五大道”。然而使用传统技术，通常导致路线或其他折线以缺少美感并且也可能令人困惑的方式彼此过于靠近地呈现。使用本技术，地图服务器也可以通过定义与沿高优先级路线主街道(640)每侧的缓冲器645相对应的缓冲单元650，来产生位图阵列610，从而确保在缓冲区域内不会呈现其他街道(例如，第五大道)，即不过于靠近主街道。在本例中，第五大道(642)在缓冲器645内。在位图阵列610中，当地图服务器尝试标记与第五大道相对应的单元、但“发现”这些单元中的一些已经被标记为缓冲单元650时，检测到冲突660。如果冲突(未标记单元)与已标记单元的比率超过预定阈值，则将会抑制或去除该路线或其他折线地图特征。该阈值是可以由用户(客户端侧)或由系统管理员(服务器侧)调整的参数。类似地，缓冲器宽度是可以被调整以调节要提供的地图细化程度的另一参数。因而缓冲技术可以总结如下：首先，地图服务器在位图阵列中标记与第一折线地图特征相对应的位图单元，同时也标记相邻位图单元，以定义紧邻与第一折线地图特征相对应的位图单元每侧的缓冲单元的缓冲器。所标记的相邻单元的个数是阵列粒度和缓冲器的期望宽度的函数。尽管优选均匀宽度的缓冲器，但是在特定情况下，定义不均匀宽度的缓冲器是有用的。例如，缓冲器可以在折线中点处加厚，以提供足够的屏幕空间用于标记折线特征。一旦在阵列上标记了第一折线，地图服务器便在位图阵列上标记与第二折线地图特征相对应的位图单元(假设针对第二折线地图特征要标记的位图单元与已经针对第一折线地图特征标记的位图单元不重合，或者与第一折线地图特征的缓冲单元不重合)，因而提供了第二折线地图特征相对于第一折线特征和它的缓冲器的已标记单元和未标记单元的计数。然后，地图服务器将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，从而确定是否认为第二折线地图特征与第一折线地图特征重叠或过于靠近。作为该过程的结果，地图服务器去除了与将会同其他折线重叠或过于靠近的折线地图特征相对应的数据。将丰富的矢量地图数据折叠为简化的位图去除了无关紧要的细节，而不会多度地牺牲地图的可读性。换言之，在高缩放等级上，去除或抑制了通常被认为是无关紧要的微小地图细节或地图内容，从而使数据能够有效传输至无线通信设备，因而节约了无线带宽。再次作为示例参照图11和12进一步示出这一点，图11和图12均示出了巴黎的大比例地图。在图11中，根据传统绘图技术呈现地图。在图12中，在根据本技术处理了地图数据之后来呈现地图，其中去除或抑制了不必要的细化的地图特征。
可以在任何缩放等级上使用上述技术，但是这些技术通常应用于微小地图细节对于设备用户而言通常无关的大比例AOI系统(例如10km乘10km)。通过滤出小区域的多边形和/或将多个折线折叠/减少为单个折线，可以极大地简化地图数据。如先前所述，可以实时进行该数据简化(或数据泛化)，或者可以针对各种不同的缩放等级对数据进行预处理。可以针对缩放等级组(例如，缩放等级1-4、缩放等级5-8等)或针对每个单独的缩放等级来预处理数据。无论数据是经过预处理还是被实时处理，地图服务器均可以依据系统配置和/或无线设备用户的偏好来传输折叠后的矢量数据或所产生的位图。
图13A是在无线通信设备100中提供绘图功能的网络组件的系统框图。为了实现该网络组件，还在无线通信设备的存储器中提供了绘图应用程序，用于在显示器上呈现可视地图。无线通信设备100(经由基站200)连接在移动运营商网络303上，用于通过防火墙305与中继站307通信。在中继站307处接收到来自无线通信设备100的任何一个的针对地图数据的请求，并经由安全信道309，通过防火墙311将其传递至公司企业服务器313和公司移动数据系统(MDS)服务器315。然后，将该请求经由防火墙317传递至公共地图服务器和/或至公共基于位置的服务(LBS)的服务器321，该服务器321用于提供处理该请求的基于位置的服务(LBS)。网络可以包括多个这种地图服务器和/或LBS服务器，其中通过负载分发服务器分发和处理该请求。地图/LBS数据可以存储在该网络服务器321上的网络数据库322中，或者可以存储在独立的地图服务器和/或LBS服务器(未示出)上。可以将存储在公司地图/LBS服务器325上的专用公司数据通过至无线设备100的安全返回路径上的公司MDS服务器315添加至公共数据。可选地，在不提供公司服务器的情况下，可以经由中继站307将来自无线设备100的请求传递至公共MDS服务器327，该公共LDS服务器327将该请求发送至公共地图/LBS服务器321，该公共地图/LBS服务器321响应于该请求而提供地图数据或其他基于本地的服务。为了更加清楚，应当理解，无线设备可以从不提供基于位置的服务的“纯”地图服务器中、从除地图内容外还提供基于位置的服务的LBS服务器中、或者从提供地图内容和LBS的服务器的组合中获得地图数据。
提供了包含所有与地理区域(例如，诸如饭店(点特征))、街道(线特征)或湖泊(多边形特征)之类的地图特征)相关联的图形和标记内容的Maplet数据结构。在通过“Layer ID”标识的数据条目(DEntry)层中构造Maplet，以使来自不同源的数据能够部署到该设备，并针对适合的呈现而相互协调(meshed)。每个DEntry表示一个或多个伪像(artefact)或标记(或二者的组合)，并包括识别由DEntry所覆盖的区域的坐标信息(也被称为“边界框”或“边界区域”)和共同表示伪像、特征或标记的多个数据点。例如，DEntry可以用于表示城市地图上的街道(或多个街道)，其中DEntry内的坏(carious)点被分为表示伪像或地图特征的各种部分(例如，街道的一部分)的不同部分。无线设备可以向地图服务器发出请求，用于仅下载包括在特定区域或表示例如可由左下、右上坐标对表示的感兴趣区域的边界框内包括的那些DEntry。
如图13B所示，无线通信设备向地图服务器发出一个或多个AOI(感兴趣的区域)请求、DEntry或数据请求和Maplet索引请求，用于基于用户上下文环境来选择性地下载地图数据。因此，不是响应于来自设备的每个请求而传输针对区域的整个地图数据(这将给无线链路造成负担)，而是结合在服务器上对地图数据进行上下文过滤，使用本地高速缓存。例如，如果用户的无线设备支持GPS，并且用户在汽车上沿高速公路以120km/h行进，则可以采用上下文过滤来防止与通过的边道相关的地图数据的下载。或者，如果用户正在30,000英尺高的飞机中行进，则可以采用上下文过滤来防止针对无论任何街道的地图数据的下载。此外，例如，可以根据职业来定义用户的上下文，例如，其职业是运输卡车司机的用户可以采用上下文过滤以防止针对用户的卡车不能够行进到的边道的地图数据的下载，或者其职业是要补充软饮料计量机的供给的用户可以采用上下文过滤，以下载示出了具有诸如所滤出的湖泊和谷地的不相关特征的用户负责地理区域的公共地图数据、以及包含了在公共地图数据上重叠的软饮料计量机的位置的专用地图数据。
Maplet索引请求导致了从地图服务器向设备下载Maplet索引(即，仅提供了Maplet内可用的地图数据内容表的Maplet的一部分、而非全部Maplet)，从而节约了OTA(over-the-air)带宽和设备存储器高速缓存需求。Maplet索引符合与Maplet相同的数据结构，但是省略了数据点。因此，Maplet索引相对于完全填充的Maplet或传统的位图大小来说较小(例如300-400字节)，并包括针对Maplet内所有伪像的DEntry边界框和属性(尺寸、复杂度等)。随着视场改变领域(例如，针对显示地图同时移动的知道位置的设备)，设备(客户端)软件评估是否需要从服务器下载附加数据。因此，如果开始移动到设备视场内(但还未被显示)的伪像的尺寸属性或复杂度属性与查看者当前的上下文不相关，则设备可以选择不显示该部分伪像。另一方面，如果伪像的该部分适于显示，则设备访问其高速缓存器，以确定是否已经下载了与伪像的该部分相关联的DEntry，在这种情况下，显示高速缓存的内容。否则，设备向地图服务器发出请求，以下载与该伪像部分相关联的所有DEntry。
通过以层组织Maplet数据结构，可以无缝地组合并显示从公共和专用服务器中获得的信息。例如，设备可以在与河(例如，公共数据库中的第二z阶属性)相邻的街道(例如，公共数据库中的第一z阶属性)上的特定地址显示办公建筑，该建筑的重叠地平面显示了各个办公室(例如，专用数据库中的第十一z阶属性，可通过防火墙进行访问)。
回来参照图13A，在具有地图服务器和/或LBS服务器321和可访问的数据库322的网络内，将针对全世界的所有地图数据根据各种分辨率(缩放)等级来划分并存储为网格(如以下表A所示)。因此，单个A等级Maplet表示0.05×0.05度网格区域；单个B等级Maplet表示0.5×0.5度网格区域；单个C等级Maplet表示5×5度网格区域；单个D等级Maplet表示50×50度网格区域；以及单个E等级Maplet表示单个Maplet中的整个世界。应理解，表A仅是特定Maplet网格划分的示例；当然可以替换具有更精细或更粗糙的粒度的不同网格划分。Maplet可以包括层组，每层包含DEntry组，每个DEntry包含数据点集合。
表A
等级   网格(度)   覆盖全世界的Maplets的#   覆盖北美的Maplets的#   覆盖欧洲的Maplets的#
  A   0.05×0.05   25,920,000   356,000   100,000
  B   0.5×0.5   259,200   6,500   1000
  C   5×5   2,592   96   10
  D   50×50   32   5   5
  E   全世界   1   1   1
如上所述，可以通过无线通信设备(即客户端)产生三种特定类型的请求，即AOI请求、DEntry请求和Maplet索引请求。如以下详细讨论的，可以单独或以各种组合的形式产生请求。AOI(感兴趣的区域)请求调用针对预定或所选z阶层组的给定区域(边界框)中的所有DEntry。AOI请求通常在设备移动至新区域时产生，从而在设备客户端知道之前获取DEntry以用于显示在Maplet中有什么可用。Maplet索引请求具有与Maplet完全相同的结构，但是不包含完全的DEntry(即，省略了实际上表示伪像和标记的数据点)。因此，Maplet索引定义了针对给定的Maplet什么层和DEntry可用。数据或DEntry请求是用于将针对给定的Maplet的所有所需DEntry束在一起的机制。
典型地，AOI和Maplet索引请求在相同的消息中是成对的，但是不必须是成对的，而DEntry请求最经常产生。例如，当无线设备移至在设备客户端没有存储信息的区域内时，Maplet索引请求返回指示了客户端可以特别从服务器321请求什么数据的Maplet索引，同时AOI请求返回针对所规定的层(如果存在)的感兴趣的区域内的任何DEntry。在图13B中示出的示例请求中，通过规定左下Maplet坐标，在DEntry请求内标识所期望的Maplet。此外，DEntry请求可以包括层掩蔽(mask)(从而不会下载不想要的层)、DEntry掩蔽(从而不会下载不想要的数据点)、以及规定了针对所请求的DEntry的缩放等级的缩放值。一旦设备客户端接收到了所请求的Maplet索引，客户端便典型地发出多个DEntry请求，以请求特定DEntry(因为客户端基于Maplet索引知道可用的所有特定DEntry)。
在该特定实施方式中，将20×20个A等级的Maplet(表示1×1度正方形)的集合编译至Maplet块文件(.mbl)。.mbl文件包含规定了.mbl文件中的每个Maplet的偏移和长度的头。相同的Maplet索引数据的20×20个的集合被编译至Maplet索引文件(.mbx)。分别在表B和C中给出了.mbl和.mbx文件的结构。
表B：
在表B中，Maplet#0偏移是0x0000_0000，因为在该特定示例中，数据结构是基于针对实际Maplet数据的基地址(base address)是0x0000_0C80的假设的。因此，针对Maplet#0数据的绝对地址是：Maplet#0地址＝基地址(0x0000_0C80)+Maplet#0偏移(0x0000_0000)，其他Maplet地址计算为：Maplet#(n+1)偏移＝Maplet#(n)偏移+Maplet#(n)长度。如果Maplet不具有数据或并不存在，则将长度参数设为零(0x0000_0000)。
表C：
Figure A20081009353700212
在表C中，Maplet索引的偏移是0x0000_0000，因为根据示例性实施例，数据结构是基于针对实际Maplet索引数据的基地址是0x0000_0C80的假设的。因此，针对Maplet索引#0数据的绝对地址是：Maplet索引#0地址＝基地址(0x0000_0C80)+Maplet索引#0偏移(0x0000_0000)，以及其他Maplet索引地址被计算为：Maplet索引#(n+1)偏移＝Maplet索引#(n)偏移+Maplet索引#(n)长度。如果Maplet索引不具有数据或不存在，则将长度参数设为零(0x0000_0000)。
图13C和表D(以下示出)共同仅作为示例示出了基本Maplet数据结构。通常，如上所述，Maplet数据结构可以包括Maplet索引(即，DEntry的索引，每个索引表示伪像或标记中的任何一个或二者)以及针对实际上形成了这种伪像和标记的每个DEntry的数据点。在本例中，每个Maplet包括地图ID(例如0xA1B1C1D1)、Maplet中层的#和每层的层条目。地图ID将数据识别为有效Maplet，并根据一个可选项，还可以用于识别数据的版本号。层的#是指示了Maplet中层(因而层条目)数的整数。每个层条目定义了呈现属性，并且在每个层的DEntry列表之前。以上形成了Maplet索引。针对完整的Maplet，每个DEntry包含数据点(这里也称为点)或标签集合。应注意，层可以具有多个DEntry，并且DEntry和点的完全列表按照层来分组，并由层分离符(例如，十六进制值0xEEEEEEEE)分离。在本例中，每个层条目长20字节，DEntry长12字节。然而，层数、每层的DEntry数和每个DEntry的点数取决于地图数据并通常可变。
表D提供了本示例的Maplet的高“字节等级”描述。
表D：
Figure A20081009353700221
根据特定实施方式和仅作为示例的配置对该新技术进行了描述。因此，申请人所寻求的独占权利的范围意在仅通过所附权利要求进行限定。

Claims (28)

1.一种用于将地图数据从地图服务器分发至无线通信设备的方法，所述方法包括以下步骤：
响应于来自无线通信设备的、在地图服务器处接收到的针对地图数据的请求，获得矢量地图数据；
产生表示针对所述请求中规定的特定位置的矢量地图数据的位图阵列；
计算所述位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征，以及要省略哪些地图特征；以及
仅向无线通信设备传输针对要保留的地图特征的地图数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中计算所述位图阵列的属性的步骤包括步骤：确定是否要省略任何多边形地图特征。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定是否要去除任何多边形地图特征的步骤包括步骤：针对每个多边形地图特征，计算位图阵列中的位图单元的总数，因而近似多边形区域，并确定位图单元的总数是否小于多边形区域阈值，如果在所述阈值之下，则省略所述多边形地图特征。
4.如权利要求1所述的方法，其中计算属性的步骤包括步骤：
标记位图阵列中与第一地图特征相对应的位图单元；
标记位图阵列中与第二地图特征相对应的位图单元，其中假设针对第二地图特征要标记的位图单元与已经针对第一地图特征标记的位图单元不重合，因而提供第二地图特征相对于第一地图特征的已标记单元和未标记单元的计数；以及
将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，以确定是否认为第二地图特征与第一地图特征重叠。
5.如权利要求4所述的方法，还包括步骤：基于地图特征的元数据特性来将所述地图特征进行优先级排序，从而确定用于填充位图阵列的单元的优先级的适合顺序。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述地图特征是路线，以及根据以下多个因素中的一个或多个进行优先级排序的步骤：路线类别、路线的重要级别、与路线相关联的速度限制、以及路线长度。
7.如权利要求1所述的方法，其中计算属性的步骤包括步骤：
标记位图阵列中与第一地图特征相对应的位图单元，同时也标记相邻位图单元，以定义与所述第一地图特征相对应的位图单元每侧紧邻的缓冲单元的缓冲器；
标记位图阵列中与第二地图特征相对应的位图单元，其中假设针对第二地图特征要标记的位图单元与已经针对第一地图特征标记的位图单元不重合、或者与第一地图特征的缓冲单元不重合，因而提供了第二地图特征相对于第一地图特征和其缓冲器的已标记单元和未标记单元的计数；以及
将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，以确定是否认为第二地图特征与第一地图特征重叠或过于靠近第一地图特征。
8.如权利要求1所述的方法，其中传输至无线通信设备的地图数据仅包括针对要保留的地图特征的矢量地图数据。
9.如权利要求1所述的方法，其中传输至无线通信设备的地图数据包括通过将矢量地图数据折叠为位图阵列所产生的位图数据。
10.如权利要求1所述的方法，其中针对多个不同的缩放等级，在地图服务器上对所述地图数据进行预处理。
11.如权利要求1所述的方法，其中在地图服务器上对所述地图数据进行实时处理。
12.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：使用户能够通过调节多个可调节参数中的一个或多个、从而调整要提供的地图细节的程度，来调整在设备上呈现的地图的性能，其中所述参数包括位图尺寸、位图分辨率、用于确定何时要省略地图特征的阈值、以及用于确定何时由于过度靠近另一地图特征而要省略地图特征的缓冲器宽度。
13.一种计算机程序产品，包括在将所述计算机程序产品载入存储器并在地图服务器的处理器上执行时，适于执行以下步骤的代码：
响应于来自无线通信设备的、在地图服务器处接收到的针对地图数据的请求，获得矢量地图数据；
产生表示针对所述请求中规定的缩放等级的矢量地图数据的位图阵列；
计算所述位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征，以及要省略哪些地图特征；以及
仅向无线通信设备传输针对要保留的地图特征的地图数据。
14.如权利要求13所述的计算机程序产品，其中计算所述位图阵列的属性的步骤包括步骤：确定是否要省略任何多边形地图特征。
15.如权利要求14所述的计算机程序产品，其中确定是否要去除任何多边形地图特征的步骤包括步骤：针对每个多边形地图特征，计算位图阵列中的位图单元的总数，因而近似多边形区域，并确定所述位图单元的总数是否小于多边形区域阈值，如果在所述阈值之下，则省略所述多边形地图特征。
16.如权利要求13所述的计算机程序产品，其中计算属性的步骤包括步骤：
标记位图阵列中与第一地图特征相对应的位图单元；
标记位图阵列中与第二地图特征相对应的位图单元，其中假设针对第二地图特征要标记的位图单元与已经针对第一地图特征标记的位图单元不重合，因而提供了第二地图特征相对于第一地图特征的已标记单元和未标记单元的计数；以及
将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，以确定是否认为第二地图特征与第一地图特征重叠。
17.一种用于将地图数据分发至无线通信设备的地图服务器，所述服务器包括：
数据端口，用于接收来自无线通信设备的、针对地图数据的请求；以及
与存储器耦合的处理器，用于
响应于所述针对地图数据的请求，对所述请求进行处理，并获得矢量地图数据；
产生表示针对所述请求中规定的缩放等级的矢量地图数据的位图阵列；
计算所述位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征，以及要省略哪些地图特征；以及
通过所述数据端口，向无线通信设备仅传输针对要保留的地图特征的地图数据。
18.如权利要求17所述的地图服务器，其中所述位图阵列用于确定是否要省略任何多边形地图特征。
19.如权利要求18所述的地图服务器，其中针对每个多边形地图特征，计算位图阵列中的位图单元的总数，因而近似多边形区域，并确定所述位图单元的总数是否小于多边形区域阈值，如果在所述阈值之下，则省略所述多边形地图特征。
20.如权利要求17所述的地图服务器，其中通过以下来分析所述地图特征：
标记位图阵列中与第一地图特征相对应的位图单元；
标记位图阵列中与第二地图特征相对应的位图单元，其中假设针对第二地图特征要标记的位图单元与已经针对第一地图特征标记的位图单元不重合，因而提供了第二地图特征相对于第一地图特征的已标记单元和未标记单元的计数；以及
将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，从而确定是否认为第二地图特征与第一地图特征重叠。
21.如权利要求17所述的地图服务器，其中通过以下来分析所述地图特征：
标记位图阵列中与第一地图特征相对应的位图单元，同时也标记相邻位图单元，以定义与所述第一地图特征相对应的位图单元每侧紧邻的缓冲单元的缓冲器；
标记位图阵列中与第二地图特征相对应的位图单元，其中假设针对第二地图特征要标记的位图单元与已经针对第一地图特征标记的位图单元不重合、或者与第一地图特征的缓冲单元不重合，因而提供了第二地图特征相对于所述第一地图特征和其缓冲器的已标记单元和未标记单元的计数；以及
将已标记单元与未标记单元的比率与阈值进行比较，从而确定是否认为第二地图特征与第一地图特征重叠或与第一地图特征过于靠近。
22.如权利要求17所述的地图服务器，其中所述地图服务器向无线通信设备仅传输针对要保留的地图特征的矢量地图数据。
23.如权利要求17所述的地图服务器，其中所述地图服务器向无线通信设备传输通过将矢量地图数据折叠为位图阵列所产生的位图数据。
24.如权利要求17所述的地图服务器，其中所述地图服务器存储针对多个不同的缩放等级的预处理后的地图数据。
25.如权利要求17所述的地图服务器，其中所述地图服务器对所述地图数据进行实时处理。
26.如权利要求17所述的地图服务器，包括用于改变地图细节的多个可调节参数，其中所述参数包括位图尺寸、位图分辨率、用于确定何时要省略地图特征的阈值、以及用于确定何时由于过度靠近另一地图特征而要省略地图特征的缓冲器宽度。
27.一种无线通信设备，包括：
输入设备，用于使用户能够请求地图数据；
与存储器耦合的处理器，用于将请求传送至地图服务器；以及
显示器，用于显示根据从所述地图服务器接收到的地图数据所呈现的地图，所述地图服务器仅传输与使用位图阵列处理地图数据之后要保留的地图特征相关联的地图数据，其中根据所述位图阵列，计算所述地图特征的属性，以便确定要保留还是省略所述地图特征。
28.一种用于在地图服务器中处理矢量地图数据的方法，所述方法包括以下步骤：
产生表示针对由地图服务器接收到的针对地图数据的请求中规定的特定位置的矢量地图数据的位图阵列；
计算所述位图阵列的属性，以确定要保留哪些地图特征，以及要省略哪些地图特征；以及
仅使针对要保留的地图特征的地图数据可用于传输至无线通信设备。
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