CN108279402B - 基于wmts的浏览器端雷达视频显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法，包括以下步骤：S1：确定瓦块海图的层级，获取客户端视口对应的所有瓦块海图；S2：计算每个瓦块海图的经纬度范围；S3：获取瓦块海图中心点的经纬度；S4：为瓦块海图叠加雷达视频数据，并向客户端推送。本发明通过对瓦块地图在发布前的坐标变换与映射，实现了在服务端雷达视频数据的叠加和在浏览器端雷达视频与电子海图的综合显示。

Description

基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法

技术领域

本发明涉及船舶交通管理方法，特别是涉及基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法。

背景技术

在船舶交通管理系统中，雷达视频显示在船舶交通监视中具有重要的作用，它不仅可以直观反映船舶的大小，而且能够在没有AIS信息的情况下直观掌握船舶的航行动态，同时能够方便预判船舶航行中可能发生的危险局面。目前，雷达视频的显示是基于桌面端程序在电子海图上进行的叠加显示，由于受限于自身的使用模式和系统应用场景，雷达视频显示功能只能够在海事局VTS中心进行使用，随着网络化、服务化技术的发展，海事监管模式也向着网格化动态监管模式转变，对于海事处、巡逻艇监管的精细化程度要求越来越高，因此，能够将船舶交通监视软件方便、快捷的部署到海事处、巡逻艇等基层执法机构的需求也越来越迫切，目前，已经研制了基于Web的船舶交通显示软件，可方便部署于海事局VTS中心之外的相关机构，但还不能提供雷达视频的显示应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能提供雷达视频显示应用的基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法。

技术方案：本发明所述的基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法，包括以下步骤：

S1：确定瓦块海图的层级，获取客户端视口对应的所有瓦块海图；

S2：计算每个瓦块海图的经纬度范围；

S3：获取瓦块海图中心点的经纬度；

S4：为瓦块海图叠加雷达视频数据，并向客户端推送。

进一步，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S1.1：计算浏览器端视口中心点坐标和层级；

S1.2：计算浏览器端中心点对应瓦块海图的索引。

进一步，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S3.1：计算每个瓦块海图中心点的经纬度；

S3.2：计算雷达中心点的屏幕坐标；

S3.3：确定单个瓦块对应的雷达视频数据范围。

进一步，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S4.1：对于每个瓦块海图，调用opencv图像处理库，将瓦块数据转化为具有4通道的RGBA像素数据；

S4.2：对于每个瓦块海图对应的雷达视频数据，通过opencv图像处理库将其转化为带4通道的RGBA像素数据；

S4.3：叠加瓦块海图与雷达视频数据的RGBA；

S4.4：将叠加雷达视频图像后生成的png格式的瓦块海图数据连同该瓦块海图的行列号和层级发送到浏览器端；

S4.5：浏览器端通过OpenLayers获取所有的瓦块数据，组织后显示完整的海图和雷达视频综合数据。

有益效果：本发明公开了一种基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法，通过对瓦块地图在发布前的坐标变换与映射，实现了在服务端雷达视频数据的叠加和在浏览器端雷达视频与电子海图的综合显示。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式中瓦块层级的示意图；

图3为本发明具体实施方式中每一个层级的瓦块海图索引示例图；

图4为本发明具体实施方式中WMTS雷达视频叠加试验效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图，对本发明的技术方案做进一步的介绍。

本发明中涉及的瓦块海图为符合国际标准的S57电子海图，其基于莫卡托投影。WMTS是OGC制定的一种发布瓦块地图的Web服务规范，WMTS的地图是服务器预先制定作好的瓦块，这种方法可以提高Web服务的性能和伸缩性，因此，适合在服务端对瓦块地图进行雷达视频数据的叠加，由于浏览器端用户在每次操作(放大、缩小、漫游)海图时都会向服务端获取相应视口范围内的瓦块，因此，雷达视频的叠加可在服务端响应客户端请求后返回瓦块地图之前进行。

由于浏览器端海图显示不需要一次显示全部的海图，只是在操作浏览器时向服务端请求视口内的数据，且根据视口海图显示比例，从服务端申请相应等级的瓦块海图，每个瓦块海图之间没有关联，因此，对每个瓦块海图进行雷达视频的叠加不需要串行进行，可通过并行化叠加提高雷达视频的叠加效率，从而提升浏览器端雷达视频显示的用户体验。下面详细描述基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法，基于WMITS的浏览器端雷达视频显示流程示意图如图1所示。具体步骤为：

S1：确定瓦块海图的层级，获取客户端视口对应的所有瓦块海图。如图2所示，瓦块海图在服务端是按照一系列的比例尺预先生成的，每一个比例尺下预先生成该比例尺下对应的层级，从而构成金字塔模型。然后每一个层级的瓦块生成时需要确定比例尺级数、每层的比例尺、瓦块尺寸、瓦块起点以及图片格式，如图3所示，在每一层级中，瓦块按照行列建立索引，方便瓦块海图的快速读取。因此，在Web端进行海图操作时，需要根据当前视口确定对应的瓦块海图的层级以及当前视口所对应的所有瓦块。

S1.1：计算浏览器端视口中心点坐标和层级。在浏览器端使用OpenLayers进行海图的显示与操作，通过OpenLayers提过的显示比例接口获取当前视口范围对应的海图显示比例，通过比例与层级对应关系确定当前浏览器端视口范围内瓦块海图所在的层级。

S1.2：计算浏览器端中心点对应瓦块海图的索引。将浏览器端获取的视口范围与层级发送到服务端，在服务端确定浏览器端视口对应的瓦块海图。这里每个瓦块的大小为256*256个像素，通过中心点经纬度和对应层级中瓦块起点坐标，计算中心点对应的瓦块海图的索引。然后依据浏览器端视口屏幕坐标范围、中心点瓦块索引和每个瓦块的大小，计算出视口对应的所有瓦块的索引。

S2：计算每个瓦块海图的经纬度范围。经过步骤S1，已获得当前浏览器视口范围内所对应的所有瓦块的索引，则可以根据瓦块排列顺序和视口的经纬度范围，计算出每个瓦块的经纬度范围。

S3：获取瓦块海图中心点的经纬度。

S3.1：计算每个瓦块海图中心点的经纬度。根据每个瓦块的经纬度范围，即左上角和右下角的经纬度，将左上角的经度加上右下角的经度再除以2，得到中心点的经度，同理，可计算得出中心点的纬度。

S3.2：计算雷达中心点的屏幕坐标。当浏览器端对电子海图进行操作时，会导致海图显示范围发生变化，雷达中心点的屏幕坐标也会随之改变，但雷达中心点的经纬度坐标是不变的，因此，根据雷达中心点经纬度坐标、每个瓦块海图中心点坐标以及瓦块海图的屏幕坐标，可计算得出雷达中心点的屏幕坐标。

S3.3：确定单个瓦块对应的雷达视频数据范围。通过每个瓦块海图上像素的屏幕坐标、中心点坐标和雷达中心点屏幕坐标，计算得出每个瓦块像素对应到雷达视频数据中像素的屏幕坐标，从雷达视频数据中获取该屏幕坐标对应的数据，依次遍历瓦块海图所有像素，最终获取该瓦块海图对应的雷达视屏数据。

S4：为瓦块海图叠加雷达视频数据，并向客户端推送。由于瓦块海图之间没有关联，因此以下步骤可以在单独的线程中进行。

S4.1：对于每个瓦块海图，调用opencv图像处理库，将瓦块数据转化为具有4通道的RGBA像素数据。

S4.2：对于每个瓦块海图对应的雷达视频数据，通过opencv图像处理库将其转化为带4通道的RGBA像素数据。

S4.3：叠加瓦块海图与雷达视频数据的RGBA。依次遍历瓦块海图和其对应的雷达视频图像的RGBA像素数据，根据像素叠加公式生成新的同样大小的叠加RGBA像素数据矩阵，通过opencv图像处理库再将该RGBA像素矩阵转化为瓦块格式的png图片数据。叠加公式可根据实际要求进行修改，这里采用雷达图像数据直接覆盖叠加方法，如果雷达视频像素点的RGB分量大于0，则直接覆盖瓦块海图像素点RGB分量，否则用瓦块海图像素RGB分量。

S4.4：将叠加雷达视频图像后生成的png格式的瓦块海图数据连同该瓦块海图的行列号和层级发送到浏览器端。

S4.5：浏览器端通过OpenLayers获取所有的瓦块数据，组织后显示完整的海图和雷达视频综合数据。

Claims (1)

1.基于WMTS的浏览器端雷达视频显示方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：确定瓦块海图的层级，获取客户端视口对应的所有瓦块海图；具体包括以下步骤：

S1.1：计算浏览器端视口中心点坐标,确定当前浏览器端视口范围内瓦块海图所在的层级；

S1.2：计算浏览器端中心点对应瓦块海图的索引；

S2：计算每个瓦块海图的经纬度范围；

S3：获取瓦块海图中心点的经纬度；具体包括以下步骤：

S3.1：计算每个瓦块海图中心点的经纬度；

S3.2：计算雷达中心点的屏幕坐标；

S3.3：确定单个瓦块对应的雷达视频数据范围；

S4：为瓦块海图叠加雷达视频数据，并向客户端推送，具体包括以下步骤：

S4.1：对于每个瓦块海图，调用opencv图像处理库，将瓦块数据转化为具有4通道的RGBA像素数据；

S4.2：对于每个瓦块海图对应的雷达视频数据，通过opencv图像处理库将其转化为带4通道的RGBA像素数据；

S4.3：叠加瓦块海图与雷达视频数据的RGBA；

S4.4：将叠加雷达视频图像后生成的png格式的瓦块海图数据连同该瓦块海图的行列号和层级发送到浏览器端；

S4.5：浏览器端通过OpenLayers获取所有的瓦块数据，组织后显示完整的海图和雷达视频综合数据。

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