CN108255863A - 具有时间维度的瓦片地图及其服务方法 - Google Patents

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王晋年
龚正坤
肖少林
周朝龙
郭泽亮
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China Academy Of Remote Sensing (shenzhen) Satellite Application Innovation Research Institute Ltd
Zhongke Remote Sensing Science And Technology Group Co Ltd
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China Academy Of Remote Sensing (shenzhen) Satellite Application Innovation Research Institute Ltd
Zhongke Remote Sensing Science And Technology Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了具有时间维度的瓦片地图及其服务方法。该瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个时态信息瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片；该方法通过扩展瓦片金字塔结构，并结合数据的特征，使瓦片金字塔与时间维度结合，构造一种时态瓦片金字塔结构，并扩展标准服务接口，添加开始时间、结束时间和匹配类型等参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点的瓦片数据功能，实现在单一瓦片地图服务中访问不同的时态瓦片数据，可以直接表达时态信息，节省资源。

Description

具有时间维度的瓦片地图及其服务方法
技术领域
本发明涉及地图服务技术领域，具体涉及具有时间维度的瓦片地图及其服务方法。
背景技术
瓦片地图金字塔模型是一种多分辨率层次模型，参照图1，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。现在越来越多的地图服务用到瓦片技术，例如现在我国实行发布的天地图服务就运用了地图瓦片技术。其实切片之后的地图瓦片是栅格图像，并不具备定位信息，不过切片运用了相关切片算法之后，可以计算出具体定位的位置。例如采用WGS84大地坐标系为空间参考，对地图进行切片，采用一定的切片算法，例如用经纬度步长等比例分割形成地图瓦片，当需要对一个具体地方进行定位时，可以根据经纬度步长来计算具体位置，以此来达到定位的功能。
单个瓦片地图服务如WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等标准的瓦片服务没有时间维度，不能直接表达时态信息；瓦片地图为了表达时态信息，只能通过多个服务，每个服务表达一个时间的信息来表达时态信息，这样就造成了资源的浪费。
发明内容
基于此，本发明提供一种具有时间维度的瓦片地图，其具有时间维度，实现在单一瓦片地图服务中访问不同的时态瓦片数据，可以直接表达时态信息，节省资源。
本发明还提供一种具有时间维度的瓦片地图服务方法。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有时间维度的瓦片地图，所述具有时间维度的瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息的瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片。
在其中一些实施例中，所述时态瓦片具有服务接口，所述的服务接口是在标准服务接口中添加时间参数而得。
在其中一些实施例中，所述时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型。
本发明还采用如下技术方案：
一种具有时间维度的瓦片地图服务方法，其包括如下步骤：
提供具有时间维度的瓦片地图以及支持时态信息的地图服务器，所述具有时间维度的瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对于瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息的瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片；
在所述地图服务器端将数据源根据时态瓦片地图的金字塔结构生产时态瓦片，同时将生产的时态瓦片的时态信息存储到数据库，并通过所述地图服务器将时态瓦片资源发布为时态瓦片地图服务；
客户端将具体的时态信息、一个时间点或一个时间段作为时态信息参数查询数据库，并在标准接口添加所述时态信息参数，形成服务接口，通过所述服务接口获取瓦片资源以访问时态瓦片地图服务；
所述地图服务器接收到客户端的访问请求，根据所述时态信息参数最近匹配或精准匹配查询时态瓦片金字塔资源获取时态瓦片返回给客户端。
在其中一些实施例中，所述时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型。
在其中一些实施例中，所述标准接口为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ接口。
在其中一些实施例中，所述时态瓦片地图服务为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ标准的瓦片服务。
在其中一些实施例中，所述支持时态信息的地图服务器是普通地图服务器经过扩展而得，具体是：扩展支持处理带时间参数的请求以及通过扩展实现查找和读取时态瓦片。
本发明所述具有时间维度的瓦片地图及其服务方法，通过扩展瓦片金字塔结构，并结合数据的特征，使瓦片金字塔与时间维度结合，构造一种时态瓦片金字塔结构，并扩展标准服务接口，添加开始时间、结束时间和匹配类型等参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点的瓦片数据等等功能，使得瓦片地图具有时间维度，实现在单一瓦片地图服务中访问不同的时态瓦片数据，可以直接表达时态信息，节省资源。
附图说明
图1是现有的瓦片地图金字塔的结构示意图；
图2是本发明一较佳实施例所述具有时间维度的瓦片地图金字塔的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例
参照图1，通常的瓦片金字塔是将数据进行分层，相邻层的分辨率有2倍的关系；每个层进行瓦片分隔，两个相邻层中，其中较小分辨率的层中任意相邻4个瓦片组成2×2的瓦片矩阵，刚好对应在较大分辨率的层中相同地理范围的位置为这一层的一个瓦片。
本发明所述的方便使用的具有时间维度的瓦片地图，为时态瓦片地图，通过扩展瓦片金字塔结构，并结合数据的特征，使瓦片金字塔与时间维度结合，构造一种时态瓦片金字塔结构。该时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，该扩展方法为：对瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息(也叫时间信息)的瓦片组成的瓦片组，瓦片组即为时态瓦片，具体结构参照图2。因此，该具有时间维度的瓦片地图即称为时态瓦片地图。该时态瓦片的服务接口是在标准服务接口中添加一些时间参数而得，通过扩展标准服务接口，添加开始时间(可选)、结束时间和匹配类型(可选，默认最近匹配)等三个参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点(结束时间)的瓦片数据等功能。标准服务接口为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等接口，对应的瓦片地图服务如WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等标准的瓦片服务，而这些时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型等参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点(结束时间)的瓦片数据等功能。在本实施例中，这些时间参数均为可选参数，例如，最接近的一个时间点可选为结束时间，精准匹配的一个时间点也可选为结束时间。匹配类型则可默认为最近匹配。
一种具有时间维度的瓦片地图服务方法，是利用上述时态瓦片地图进行的服务，其包括如下步骤：
提供具有时间维度的瓦片地图以及支持时态信息的地图服务器，所述具有时间维度的瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对于瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息的瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片；因此，该具有时间维度的瓦片地图即称为时态瓦片地图。该时态瓦片的服务接口是在标准服务接口中添加一些时间参数而得，标准服务接口为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等接口，对应的瓦片地图服务如WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等标准的瓦片服务，而这些时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型等参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点(结束时间)的瓦片数据等功能。在本实施例中，这些时间参数均为可选参数，例如，最接近的一个时间点可选为结束时间，精准匹配的一个时间点也可选为结束时间。匹配类型则可默认为最近匹配。
上述支持时态信息的地图服务器是普通地图服务器经过扩展而得，具体是：扩展支持处理带时间参数的请求以及通过扩展实现查找和读取时态瓦片。
在地图服务器端将数据源根据时态瓦片地图的金字塔结构生产时态瓦片，同时将生产的时态瓦片的时态信息存储到数据库，并通过地图服务器将时态瓦片资源发布为时态瓦片地图服务；该数据源如影像等。时态瓦片地图服务如WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ等标准的瓦片服务。
客户端根据业务自由需求将具体的时态信息、一个时间点或一个时间段作为时态信息参数查询数据库，并在标准接口添加所述时态信息参数，形成服务接口，通过服务接口获取瓦片资源以访问时态瓦片地图服务；标准接口如WMS、WMS-C、WMTS、TMS和XYZ等标准接口。
地图服务器接收到客户端的访问请求，根据时态信息参数最近匹配或精准匹配查询时态瓦片金字塔资源获取时态瓦片返回给客户端。
以下举例说明本发明所述的方案：
创建时态瓦片工具，将具有不同时间的多个数据源(如影像)根据时态瓦片地图的金字塔结构生成并存储为时态瓦片，由于不同空间位置(层级和行列号确定，而层级和行列号使用路径中的目录表示)或不同时间信息(时态瓦片名称确定，瓦片名称中带有时间信息)的瓦片会存储在不同的路径，所以后面可以持续的将不同位置或不同时间的数据源生成时态瓦片加入到一起。又，我们可以采用覆盖全球的时态瓦片地图的金字塔，从而可以创建一个覆盖全球且可以持续扩展的时态瓦片存储结构，这样就可以为提供一个覆盖全球的时态瓦片地图服务提供数据保障。
将时态瓦片数据存储在云存储(基于HBase)中，然后利用Hbase的Scan和Get两种数据查询模式，可以分别实现匹配最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据(使用Scan查询模式)和精准匹配一个时间点(结束时间)的瓦片数据(使用Get查询模式)。
扩展地图服务器(如GeoWebCache、MapProxy等)的现有接口(如WMS、WMS-C、WMTS、TMS和XYZ等)，通过分析请求中的时间参数(如开始时间、结束时间和和匹配类型等)，对不含有时间参数的请求保持原有功能(请求中原有参数可以确定层级和行列号)，而对含有时间参数的请求进行扩展：首先根据请求中原有参数可以确定层级和行列号，然后如果匹配类型是精准匹配，则忽略开始时间参数，只使用结束时间参数，接着使用Hbase的Get查询模式匹配含有结束时间信息参数值信息的瓦片；如果匹配类型是模糊匹配，则使用Hbase的Scan查询模式匹配含有最接近结束时间参数值信息的瓦片，同时如果开始时间参数存在，则匹配到的时态瓦片的时间信息需要不小于开始时间参数值表示的时间点。两种匹配方式在匹配到瓦片时返回匹配的瓦片，如果匹配不到符合时间要求的瓦片则返回一个空白瓦片或规定特定样式的缺失瓦片。
同时可以在创建时态瓦片的过程中，将瓦片的位置信息(层级和行列号信息)和时间信息存储到数据库(如PostgreSQL)中，并对外提供时间信息查询接口，如获取某一层级的某个空间范围(对应瓦片的行列号范围)的所有瓦片的具体时间信息。这样在客户端通过接口获取到当前范围内时态瓦片的时间信息，就可以对时态瓦片地图服务进行更方便的利用。
本发明所述具有时间维度的瓦片地图及其服务方法，通过扩展瓦片金字塔结构，并结合数据的特征，使瓦片金字塔与时间维度结合，构造一种时态瓦片金字塔结构，并扩展标准服务接口，添加开始时间、结束时间和匹配类型等参数，实现匹配一个时间段的瓦片数据，或最接近一个时间点(结束时间)的瓦片数据，或精准匹配一个时间点的瓦片数据等等功能，使得瓦片地图具有时间维度，实现在单一瓦片地图服务中访问不同的时态瓦片数据，可以直接表达时态信息，节省资源。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种具有时间维度的瓦片地图，其特征在于：
所述具有时间维度的瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息的瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片。
2.根据权利要求1所述的具有时间维度的瓦片地图，其特征在于：所述时态瓦片具有服务接口，所述的服务接口是在标准服务接口中添加时间参数而得。
3.根据权利要求2所述的具有时间维度的瓦片地图，其特征在于：所述时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型。
4.一种具有时间维度的瓦片地图服务方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供具有时间维度的瓦片地图以及支持时态信息的地图服务器，所述具有时间维度的瓦片地图为时态瓦片地图，所述时态瓦片地图为瓦片地图在瓦片金字塔的基础上进行扩展而得，所述扩展方法为：对于瓦片金字塔的一个瓦片，扩展为一组由多个具有时态信息的瓦片组成的瓦片组，所述瓦片组为时态瓦片；
在所述地图服务器端将数据源根据时态瓦片地图的金字塔结构生产时态瓦片，同时将生产的时态瓦片的时态信息存储到数据库，并通过所述地图服务器将时态瓦片资源发布为时态瓦片地图服务；
客户端将具体的时态信息、一个时间点或一个时间段作为时态信息参数查询数据库，并在标准接口添加所述时态信息参数，形成服务接口，通过所述服务接口获取瓦片资源以访问时态瓦片地图服务；
所述地图服务器接收到客户端的访问请求，根据所述时态信息参数最近匹配或精准匹配查询时态瓦片金字塔资源获取时态瓦片返回给客户端。
5.根据权利要求4所述的具有时间维度的瓦片地图服务方法，其特征在于：所述时间参数包括开始时间、结束时间和匹配类型。
6.根据权利要求4所述的具有时间维度的瓦片地图服务方法，其特征在于：所述标准接口为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ接口。
7.根据权利要求4所述的具有时间维度的瓦片地图服务方法，其特征在于：所述时态瓦片地图服务为WMS、WMS-C、WMTS、TMS、KML或XYZ标准的瓦片服务。
8.根据权利要求4所述的具有时间维度的瓦片地图服务方法，其特征在于：所述支持时态信息的地图服务器是普通地图服务器经过扩展而得，具体是：扩展支持处理带时间参数的请求以及通过扩展实现查找和读取时态瓦片。
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