CN107589924A - 一种五层十五级组织结构的遥感数据移动端快速展示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五层十五级组织结构的遥感瓦片数据移动端快速展示方法。该方法根据五层十五级组织结构遥感瓦片数据移动端界面展示需要，首先计算待展示瓦片的行列号范围，然后循环对待展示瓦片列表中的瓦片进行加载展示，并执行一级、二级缓存策略对瓦片数据进行缓存，最后执行延后删除策略实现内存的动态管理。该方法实现了基于五层十五级瓦片组织结构的海量遥感瓦片数据在移动端的快速加载展示，解决了直接套用传统的四叉树瓦片金字塔结构的数据加载方式在加载五层十五级瓦片时，出现的内存溢出、地图展示时连续性差等问题，达到了流畅的展示效果。

Description

一种五层十五级组织结构的遥感数据移动端快速展示方法

技术领域

本发明涉及遥感应用领域，尤指一种五层十五级组织结构的遥感数据移动端快速展示方法。

背景技术

近年来，随着风云系列、环境星系列、资源系列和高分系列等一系列遥感卫星的密集发射，我国的遥感卫星技术蓬勃发展，每天产生的遥感影像数据量也以TB级持续增长，为我们积累了长时间序列的对地观测数据，并在气象、国土、交通、环境保护和减灾等领域得到了广泛应用。与此同时，移动端互联网技术发展迅速，已经成为了互联网发展的一个主方向，手机/平板电脑中的移动地图服务应用渐渐深入到人们的日常生活中，如用户使用移动地图来查找出行路线、规划旅游线路或搜索未知地点等，遥感卫星影像数据作为移动地图服务的基础数据，可为用户提供更加生动、真实等身临其境的使用感受。

目前，Google Maps、百度地图为代表的移动端地图应用多以四叉树瓦片金子塔模型进行遥感卫星影像的可视化展示，每张瓦片像元大小为256×256，虽然具有数据量小、利于网络传输等优点，但也存在着寻址时间过长，读写次数频繁等缺点。由专利CN102346923B(一种基于经纬网格的数据分级组织方法)提出的五层十五级遥感数据组织模型摒弃了四叉树切分标准，将180°×360°的地球表层空间按50°、5°、0.5°、0.05°、0.005°为基准建立十进制空间分辨率标准化数据层级，每层内再按照5∶2.5∶1构成了三级标准瓦片，每张瓦片像元大小为1000×1000。其中每个级别的块的大小都是简单的有限浮点数，能够按照简单化经纬度坐标进行位置确定，方便了数据的组织和管理，保证了多块图像在球面上显示时可以无缝拼接，满足了不同比例尺的地图输出要求。虽然1000×1000的影像瓦片比256×256的瓦片在容量上大出许多，但是随着移动互联网基础设施的快速发展建设，网速已经不构成移动端地图应用的发展瓶颈，而如何在移动端RAM和ROM容量都有限的情况下，快速展示海量遥感影像数据成为移动端地图应用的主要瓶颈；而且基于五层十五级组织架构的海量遥感数据在移动端加载展示尚存在技术空白，直接套用传统的四叉树瓦片金字塔结构的数据加载方式来加载五层十五级瓦片时，存在着内存溢出、地图展示时连续性差等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能够将五层十五级瓦片组织结构的海量遥感影像数据在移动端进行快速加载展示的方法。

为实现上述目的，本发明的五层十五级组织结构的遥感瓦片数据移动端快速展示方法实现思路如图1所示，具体流程如下：

1)计算待展示瓦片的行列号范围：首先，计算屏幕像素范围，判定预先加载方向，并延伸该方向上的屏幕像素范围作为待展示的像素范围；其次，将像素范围转为经纬度范围((MinLat，MinLon)，(MaxLat，MaxLon))；最后，利用公式Row＝Int((Lat+90°)×z^-1)、Col＝Int((Lon+180°)×z^-1)将待展示经纬度范围转换为待展示瓦片的行列号范围((MinRow，MinCol)，(MaxRow，MaxCol))，并添加到待展示瓦片列表中。在公式中，z为层级对应的瓦片分割间隔度数，(Lat，Lon)为顶点的经纬度，(Row，Col)为瓦片所在的行列号，Int()是向下取整函数。为了保证行、列号都为正值，便于计算，在纬度转换公式中加上90°的偏移量，在经度转换公式中加上180°的偏移量。

2)循环对待展示瓦片列表中的瓦片进行加载展示：判断展示列表(用户界面上正在展示的瓦片列表)中是否包含选中瓦片，若包含，直接执行步骤5)；若不包含，则从内存缓存中查找选中瓦片的bitmap对象，若找到则直接执行渲染操作，并将选中瓦片添加到展示列表中；若未找到，则判断选中瓦片是否存在于本地存储中，若存在，将选中瓦片读入内存生成bitmap对象后执行渲染操作，并将选中瓦片添加到展示列表中；若不存在，向瓦片数据服务器发起瓦片数据下载请求，下载选中瓦片数据，并保存到本地数据存储中。

3)执行缓存策略：判断内存缓存中是否存在选中瓦片的bitmap对象，若存在，直接执行步骤4)；若不存在，则将选中瓦片的bitmap对象添加到一级缓存中，并判断一级缓存容量是否超过阈值，若未超过，直接执行步骤4)；若超过，则移除一级缓存中最久未使用瓦片的bitmap对象并将其添加到二级缓存中，并判断二级缓存的容量是否超过阈值，若未超过，直接执行步骤4)；若超过，则移除二级缓存中最久未使用瓦片的bitmap对象。

4)执行延后删除策略：判断展示列表的瓦片数量是否超过阈值，若未超过，直接执行步骤5)；若超过，判断用户操作类型，若为缩小操作，则删除展示列表中的低层级瓦片；若为放大或平移操作，则删除展示列表中距屏幕中心最远且不在待展示列表中的瓦片。

5)判断选中瓦片是否为待展示列表内的最后一张瓦片，若是，重新计算瓦片行列号范围进行加载展示；否则，从待展示列表中选取下一张瓦片进行加载展示。

本发明实现了基于五层十五级瓦片组织结构的海量遥感瓦片数据在移动端的快速加载展示，解决了直接套用传统的四叉树瓦片金字塔结构的数据加载方式在加载五层十五级瓦片时，出现的内存溢出、地图展示时连续性差等问题，达到了流畅的展示效果。

附图说明

图1为瓦片数据加载展示流程图；

图2为计算待展示瓦片的行列号范围流程图；

图3为经纬度转换行列号示意图

图4为选中瓦片加载流程图

图5为缓存策略流程图

图6为延后删除策略流程图

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种五层十五级组织结构的遥感瓦片数据移动端快速展示方法，包括以下实施步骤：

首先，计算待展示瓦片的行列号范围，流程如图2所示，具体为：1)利用移动端屏幕属性来计算屏幕的像素范围((0，0)，(width，height))；2)判定预先加载的方向，并增大该方向上屏幕的像素范围：①在用户操作是放大或缩小时，预先加载的方向为空，待展示的像素范围即屏幕的像素范围；②在用户操作是平移时，预先加载的方向是最后一次屏幕的主要滑动方向，沿该方向将屏幕像素范围增大一倍作为待展示的像素范围；3)利用待展示的像素范围计算待展示的经纬度范围；4)利用待展示的经纬度范围计算待展示瓦片的行列号范围，示意如图3所示，具体为：根据待展示的经纬度范围(MinLat，MinLon)，(MaxLat，MaxLon)，按照公式Row＝Int((Lat+90°)×z^-1)、Col＝Int((Lon+180°)×z^-1)将经纬度范围转化为待展示瓦片的行列号范围(MinRow，MinCol)，(MaxRow，MaxCol)；

进一步，从待展示列表中循环选取单张瓦片进行加载展示，如图4所示，具体流程如下：1)判定展示列表中是否包含选中瓦片：若已包含，结束本次加载；若未包含，执行步骤2)；2)判定内存缓存中是否包含选中瓦片的bitmap对象：若已包含，渲染绘制选中瓦片的bitmap对象到用户界面(UI)，并将选中瓦片添加到展示列表中；若未包含，执行步骤3)；3)判定本地存储中是否存在选中瓦片：若存在，将选中瓦片读入内存生成bitmap对象并绘制到UI上，而后将选中瓦片添加到展示列表中；若不存在，向瓦片数据服务器发起瓦片数据下载请求，下载选中瓦片数据，并保存到本地数据存储中；

进一步，执行缓存策略，如图5所示，具体流程如下：1)判断选中瓦片的bitmap对象是否存在于内存缓存中：若存在，结束本次缓存；若不存在，执行步骤2)；2)将选中瓦片的bitmap对象添加到一级缓存中，并判定一级缓存容量是否超过阈值：若超过，移除一级缓存中最久未使用瓦片的bitmap对象，并将其添加到二级缓存后执行步骤3)；若未超过，结束本次缓存；3)判断二级缓存容量是否超过阈值：若未超过，结束本次缓存；若超过，移除二级缓存中的最久未使用瓦片的bitmap对象；

进一步，执行延后删除策略，如图6所示，具体流程如下：1)判断展示列表中瓦片数量是否超过阈值，若超过，执行步骤2)；若未超过，结束本次删除；2)判定用户操作的类型：若是放大，则保留展示列表中的高层级瓦片，并从中选取距当前屏幕中心最远的瓦片；若是平移，则直接选取展示列表中距当前屏幕中心最远的瓦片；若是缩小，则直接删除展示列表中的低层级瓦片并结束本次删除；3)判定所选取的瓦片是否包含于待展示瓦片列表中：若不包含，从展示列表中删除该瓦片，若包含，则结束本次删除；

进一步，判断选中瓦片是否为待展示列表内最后一张瓦片，若是，重新计算瓦片行列号范围进行加载展示；否则，从待展示列表中选取下一张瓦片进行加载。

具体实现的伪代码如下：

其中，isRightMove、isLeftMove、isUpMove、isDownMove代表预先加载的方向，preTireList是待展示瓦片列表，tilelist是展示瓦片列表，key是瓦片的bitmap对象在内存中的标识，MAX是展示列表加载瓦片数量的阈值，fileName是瓦片的名称，oldLevel是上次加载瓦片的层级，currentLevel为本次加载瓦片的层级，eldest是一级缓存中最久未使用瓦片bitmap对象的标识，entity是从瓦片数据服务器下载的选中瓦片数据。

Claims (7)

1.一种五层十五级组织结构的遥感据移动端快速加载方法，其特征在于：该方法根据五层十五级组织结构遥感瓦片数据移动端界面展示需要，首先计算待展示瓦片的行列号范围，然后循环对待展示瓦片列表中的瓦片进行加载展示，并执行一级、二级缓存策略对瓦片数据进行缓存，最后执行延后删除策略实现内存的动态管理。

2.如权利要求1所述的计算待展示瓦片的行列号范围，其特征在于：首先计算屏幕像素范围((0，0)，(width，height))，判定预先加载方向，并延伸该方向上的屏幕像素范围作为待展示的像素范围；其次将像素范围转为经纬度范围((MinLat，MinLon)，(MaxLat，MaxLon))；最后，将待展示经纬度范围转换为待展示瓦片的行列号范围((MinRow，MinCol)，(MaxRow，MaxCol))，并添加到待展示瓦片列表中的计算流程。

3.如权利要求2所述的将待展示经纬度范围转换为待展示瓦片的行列号范围的方法，其特征在于：利用公式Row＝Int((Lat+90°)×z^-1)Col＝Int((Lon+180°)×z^-1)实现转换，其中，z为层级对应的瓦片分割间隔度数，(Lat，Lon)为顶点的经纬度，(Row，Col)为瓦片所在的行列号，Int()是向下取整函数。为了保证行、列号都为正值，便于计算，在纬度转换公式中加上90°的偏移量，在经度转换公式中加上180°的偏移量。

4.如权利要求1所述的对待展示瓦片列表中的瓦片进行加载展示，其特征在于：设计了加快瓦片展示速度的三次判定：判定展示列表中是否包含选中瓦片，判定内存缓存中是否包含选中瓦片的bitmap对象，判定本地存储中是否存在选中瓦片。其中，展示列表中包含选中瓦片，内存缓存中包含选中瓦片的bitmap对象，本地存储中存在选中瓦片均能够加快瓦片的加载展示速度。

5.如权利要求1所述的缓存策略，其特征在于：将内存缓存划分为一、二级缓存来存储选中瓦片的bitmap对象，将选中瓦片的bitmap对象添加到一级缓存后，判定一级缓存容量是否已满，若已满，移除一级缓存中最久未使用瓦片的bitmap对象，并将其添加到二级缓存，再判定二级缓存容量是否已满，若已满，移除二级缓存中最久未使用瓦片的bitmap对象。

6.如权利要求1所述的延后删除策略，其特征在于：在展示列表已满的条件下，将用户操作类型和距屏幕中心的距离作为筛选条件，选取出展示列表中距屏幕中心距离最远且未在待展示列表中的瓦片进行删除。

7.如权利要求1所述的循环对待展示瓦片列表中的瓦片进行加载展示中的循环，其特征在于：在加载展示完一张待展示瓦片后，若选中瓦片是待展示列表内的最后一张瓦片，则重新计算瓦片行列号范围进行加载展示；否则，则从待展示列表中选取下一张瓦片进行加载。