CN101916277B - 地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法 - Google Patents

地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，利用XML格式统一描述多金字塔模型，以从原始地理数据生成按球面瓦片金字塔模型组织、存储的瓦片数据集。所述方法包括以下步骤：将非栅格类型的原始地理数据转换成栅格数据；确定地理瓦片多金字塔模型参数；由数据集创建单元根据地理瓦片多金字塔模型参数对栅格数据进行切片处理，并生成瓦片数据集；将地理瓦片多金字塔模型参数和瓦片数据集存储为数据文件。其中，所述瓦片数据集包含有时态信息，且地理瓦片多金字塔模型参数是以XML格式描述的。

Description

地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法
技术领域
本发明属于对地观测与导航技术领域，更具体是涉及一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，可用于地理信息系统网络地图服务开发。
背景技术
网络地图服务中传输的多是地理瓦片数据。为了获得最佳的服务效果，需要使用原始获得的数字地图产品生成按球面经纬格网划分、具有金字塔层级结构的瓦片数据集。由于经纬格网划分、金字塔方案随应用需求不同而不同，导致生产瓦片数据集的方法限制多，可用性差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其能（1）通过多金字塔结构容纳不同的金字塔方案，来服现有瓦片数据集生产过于限制的缺点；（2）通过在瓦片数据集中结合时态信息，以解决现有瓦片数据集难以更新的问题;（3）利用XML格式统一描述多金字塔模型。
为此，本发明提供一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，包括以下步骤：
S10，由原始数据初始化单元加载原始地理数据，并将非栅格类型的数据转换成栅格数据；
S20，由金字塔参数确定单元确定地理瓦片多金字塔模型参数；
S30，由数据集创建单元根据步骤S20确定的地理瓦片多金字塔模型参数对步骤S10中生成的栅格数据进行切片处理；
S40，由瓦片数据集生成单元在步骤S30生成的切片数据中插入时态信息，并生成瓦片数据集；
S50，由数据存储单元将由步骤S20中确定的地理瓦片多金字塔模型参数和步骤S40生成的瓦片数据集存储为数据文件。
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的多金字塔模型参数是按照XML格式存储的；
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的地理瓦片，是为了统一、方便管理全球地理数据而将地球面按一定格网剖分而划分成的格网单元；
其中所述的地理瓦片多金字塔模型参数包括基本元信息和扩展元信息两部分。
其中所述的基本元信息包括Basic元素、Level元素、TileBasic元素、TopeTile元素，Basic元素描述金字塔的基本元信息，主要用于识别区分不同的金字塔，包括名称、标识和描述属性，Level元素描述金字塔顶层和底层编号，以及金字塔相邻层之间的比例关系，包括顶层编号、底层编号、瓦片X方向宽度与上层的倍率和瓦片Y方向宽度与上层的倍率属性，TileBasic元素描述单个瓦片的信息，包括瓦片X方向大小、瓦片Y方向大小、瓦片起始行编号和瓦片起始列编号属性，TopeTile元素用于描述金字塔顶层瓦片所对应的范围和瓦片坐标系坐标轴的正方向，包括X方向起点、Y方向起点、X方向终点和Y方向终点属性。
其中所述的扩展元信息包括多个Specials元信息，每个Specials元信息嵌套一个基本元信息，通过Specials元信息嵌套若干金字塔模型的基本元信息的形式实现描述多金字塔结构。
较佳地是其中所述的时态信息包括瓦片插入时间，瓦片更新时间，多金字塔模型参数是按照XML格式存储的。
本发明的技术方案的优点在于：
（1）本发明克服现有瓦片数据集生产过于限制的缺点，通过多金字塔结构容纳不同的金字塔方案。
（2）在瓦片数据集中结合时态信息解决现有瓦片数据集难以更新的问题。
（3）利用XML格式统一描述多金字塔模型。
具体实施方式
一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，
用一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成装置实现，其包括依次连接的原始数据初始化单元、金字塔参数确定单元、数据集创建单元、瓦片数据集生成单元以及数据存储单元；
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，包括以下步骤：
S10，由原始数据初始化单元加载原始地理数据，并将非栅格类型的数据转换成栅格数据；
S20，由金字塔参数确定单元确定地理瓦片多金字塔模型参数；
S30，由数据集创建单元根据步骤S20确定的地理瓦片多金字塔模型参数对步骤S10中生成的栅格数据进行切片处理；
S40，由瓦片数据集生成单元在步骤S30生成的切片数据中插入时态信息，并生成瓦片数据集；
S50，由数据存储单元将由步骤S20中确定的地理瓦片多金字塔模型参数和步骤S40生成的瓦片数据集存储为数据文件。
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的多金字塔模型参数是按照XML格式存储的；
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的地理瓦片，是为了统一、方便管理全球地理数据而将地球面按一定格网剖分而划分成的格网单元；
其中所述的地理瓦片多金字塔模型参数包括基本元信息和扩展元信息两部分。
其中所述的基本元信息包括Basic元素、Level元素、TileBasic元素、TopeTile元素，Basic元素描述金字塔的基本元信息，主要用于识别区分不同的金字塔，包括名称、标识和描述属性，Level元素描述金字塔顶层和底层编号，以及金字塔相邻层之间的比例关系，包括顶层编号、底层编号、瓦片X方向宽度与上层的倍率和瓦片Y方向宽度与上层的倍率属性，TileBasic元素描述单个瓦片的信息，包括瓦片X方向大小、瓦片Y方向大小、瓦片起始行编号和瓦片起始列编号属性，TopeTile元素用于描述金字塔顶层瓦片所对应的范围和瓦片坐标系坐标轴的正方向，包括X方向起点、Y方向起点、X方向终点和Y方向终点属性。
其中所述的扩展元信息包括多个Specials元信息，每个Specials元信息嵌套一个基本元信息，通过Specials元信息嵌套若干金字塔模型的基本元信息的形式实现描述多金字塔结构。
所述的应用地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法的装置，包括依次连接的原始数据初始化单元、金字塔参数确定单元、数据集创建单元、瓦片数据集生成单元以及数据存储单元。
较佳地是其中所述的时态信息包括瓦片插入时间，瓦片更新时间，多金字塔模型参数是按照XML格式存储的。<一>瓦片多金字塔结构模型
为了统一、方便管理全球地理数据，需要将地球面按一定规则剖分，划分为格网单元，即为地理瓦片。球面经纬格网是较简单、实用的一种全球离散格网模型。球面瓦片金字塔模型采用分辨率层次的金字塔结构，金字塔顶层格网大小为18°×18°（全球划分为20×10个格网单元）。相临层的格网大小为2的倍率，第二层格网大小为9°×9°，第三层格网大小为4.5°×4.5°，依次类推，分为21层。每层金字塔中的格网由256行×256列组成。不同的金字塔层数表达不同地面分辨率或比例尺的数据。金字塔层数、格网尺寸、地面分辨率、比例尺关系如表1所示。
表1基本的瓦片金字塔结构
Figure GDA00001603144500041
Figure GDA00001603144500051
地理瓦片多金字塔模型参数包括基本元信息和扩展元信息两部分。基本元信息包括Basic、Level、TileBasic、TopTile元素，扩展元信息包括多个Specials元素。
Basic元素描述金字塔的基本元信息，主要用于识别区分不同的金字塔，包括名称（Name）、标识（PyramidID）和描述（Description）属性。
Level元素描述金字塔顶层和底层编号，以及金字塔相邻层之间的比例关系，包括顶层编号（TopLevel Index）、底层编号（BottomLevelIndex）、瓦片X方向宽度与上层的倍率（ScaleX）和瓦片Y方向宽度与上层的倍率（ScaleY）属性。
TileBasic元素描述单个瓦片的信息，包括瓦片X方向大小（TileSizeX）、瓦片Y方向大小（TileSizeY）、瓦片起始行编号（OriginRowIndex）和瓦片起始列编号（OriginColIndex）属性。
TopeTile元素用于描述金字塔顶层瓦片所对应的范围和瓦片坐标系坐标轴的正方向，包括X方向起点（FromX）、Y方向起点（FromY）、X方向终点（ToX）和Y方向终点（ToY）属性。
Specials元素描述金字塔节点引用特别的子金字塔。通过Specials元素嵌套若干金字塔的形式实现描述多金字塔结构。
根据瓦片多金字塔结构模型的XML模式文档如代码1所示。
代码1：多金字塔结构描述的XML模式
Figure GDA00001603144500052
Figure GDA00001603144500061
Figure GDA00001603144500071
下面用一个示例说明多金字塔结构的描述方法。
在该示例中有两个基本的金字塔结构，名称分别为360度金字塔和18度金字塔。其中360度金字塔顶层只有一个瓦片，覆盖全球经纬度范围（-180，-270）-（180，90），其描述方法如代码2所示：
代码2：360度金字塔的XML描述
Figure GDA00001603144500072
Figure GDA00001603144500081
18度金字塔顶层每个瓦片跨度为18度，即金字塔顶层由10*20个瓦片构成。其描述方法如代码3所示：
代码3：18度金字塔的XML描述
Figure GDA00001603144500082
<二>瓦片复合金字塔结构模型
表2中描述了这两种金字塔结构和复合后的多金字塔结构。在有些应用中需要同时使用多种金字塔结构。例如在表2中，多金字塔在基本的360度金字塔基础上，将第4、5层替换为18度金字塔的第0、1层。
表2不同类型的金字塔结构
Figure GDA00001603144500083
Figure GDA00001603144500091
多金字塔结构描述代码4所示：
代码4：多金字塔的XML描述
Figure GDA00001603144500092
Figure GDA00001603144500101
（三）瓦片数据集具有时态信息
为了能够查看瓦片数据集历史、更新瓦片数据集、或进行变化检测操作，时态信息（包括瓦片插入时间和更新时间）和瓦片数据一起存储，每个瓦片记录的存储结构如表3所示。其中记录的KEY值根据瓦片的层级和行列号通过加密算法得到。
表3每个瓦片记录的存储结构
  序号   约束条件   数据类型   字段名   含义
  1   主键   数字型   TILEKEY   KEY值
  2   非空   二进制数据   TILEDATA   瓦片数据
  3   非空   数字型   TILESIZE   瓦片大小
  4   主键   日期型   INDATE   瓦片插入时间
  5   非空   日期型   UPDATEDDATE   瓦片更新时间
  6   非空   字符型   INFORMATIONEX1   扩展字段
  7   非空   字符型   INFORMATIONEX2   扩展字段
  8   非空   字符型   INFORMATIONEX3   扩展字段
  9   非空   字符型   INFORMATIONEX4   扩展字段
（四）表4为根据数据集的类型、比例尺信息等建议的金字塔分层方案可参考表4。
表4
Figure GDA00001603144500111
本发明的技术方案的优点在于：
（1）本发明克服现有瓦片数据集生产过于限制的缺点，通过多金字塔结构容纳不同的金字塔方案。
（2）在瓦片数据集中结合时态信息解决现有瓦片数据集难以更新的问题。
（3）利用XML格式统一描述多金字塔模型。

Claims (4)

1.一种地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，由原始数据初始化单元加载原始地理数据，并将非栅格类型的数据转换成栅格数据；
S20，由金字塔参数确定单元确定地理瓦片多金字塔模型参数；
S30，由数据集创建单元根据步骤S20确定的地理瓦片多金字塔模型参数对步骤S10中生成的栅格数据进行切片处理；
S40，由瓦片数据集生成单元在步骤S30生成的切片数据中插入时态信息，并生成瓦片数据集；
S50，由数据存储单元将由步骤S20中确定的地理瓦片多金字塔模型参数和步骤S40生成的瓦片数据集存储为数据文件;
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的多金字塔模型参数是按照XML格式存储的；
所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的地理瓦片，是为了统一、方便管理全球地理数据而将地球面按一定格网剖分而划分成的格网单元；
所述的地理瓦片多金字塔模型参数，包括基本元信息和扩展元信息两部分：
所述的基本元信息，包括：Basic元素、Level元素、TileBasic元素、TopeTile元素；Basic元素描述金字塔的基本元信息，主要用于识别区分不同的金字塔，包括名称、标识和描述属性；Level元素描述金字塔顶层和底层编号，以及金字塔相邻层之间的比例关系，包括顶层编号、底层编号、瓦片X方向宽度与上层的倍率和瓦片Y方向宽度与上层的倍率属性；TileBasic元素描述单个瓦片的信息，包括瓦片X方向大小、瓦片Y方向大小、瓦片起始行编号和瓦片起始列编号属性；TopeTile元素用于描述金字塔顶层瓦片所对应的范围和瓦片坐标系坐标轴的正方向，包括X方向起点、Y方向起点、X方向终点和Y方向终点属性；
所述的扩展元信息，包括：多个Specials元信息；每个Specials元信息嵌套一个基本元信息，通过Specials元信息嵌套若干金字塔模型的基本元信息的形式，实现描述多金字塔结构。
2.根据权利要求1所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其特征在于，将所述的Specials元信息中的元素替换基本元信息中的元素，实现复合金字塔结构。
3.根据权利要求1所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其特征在于，所述的时态信息包括瓦片插入时间，瓦片更新时间。
4.根据权利要求1所述的地理瓦片多金字塔时态数据集生成方法，其中，所述的地理瓦片多金字塔，是既采用360度的地理瓦片金字塔结构、也采用18度的地理瓦片金字塔结构的层次结构将全球按格网划分；
由于数据和用户需求不同，在360度的地理瓦片单金字塔结构模型的基础上，对特定层的参数进行修改，要求所述特定层采用18度的地理瓦片金字塔结构；最终形成的地理瓦片多金字塔结构是由部分360度的地理瓦片金字塔结构中的层和部分18度的地理瓦片金字塔结构中的层组成的。
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