CN108446303A - 一种地图节点聚合显示、分层聚合方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地图节点聚合方法，尤其是一种地图节点聚合显示、分层聚合方法及装置。本发明包括对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值、纬度值分别记为LonDi、LatDi，分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作，分别记为PonDi、PatDi；其中l=Ceil（log₂S_i）+2，其中Ceil表示向上取整；如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj=PonDi、PatDj=PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除Dj，进行融合，融合后数据记为Pi；对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

Description

一种地图节点聚合显示、分层聚合方法及装置

技术领域

本发明涉及地图节点聚合方法，尤其是一种地图节点聚合显示、分层聚合方法及装置。

背景技术

当通过屏幕显示地理信息(地理信息一般经度360°，维度180°；经纬度精度为精确到小数点后6位，例如0.123456；0.123457；任何两个经度值或者纬度值相差值一般都是小于等于0.000001，对应与地球表面实际距离为0.2米左右)时，由于受到屏幕分辨率的限制，对于1080P屏幕而言，横向每两个像素的代表的点在精度上相差为0.1875°，对于相同维度上相差距离≤20公里的点，在屏幕上都将投影为1个像素。更加一般的说，对于任意给定分辨率以及该分辨率呈现地图经纬度的上下界，一定经纬度内的点都将呈现为同一像素，海量数据的地图呈现中，如果出现大量重叠的节点，将会大大降低呈现效率，增加系统运行负担，通过去除这些重复节点将大大减小系统负担，提升显示性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的问题，提供一种地图节点聚合显示方法及装置。通过对某一地图比例尺为S_i电子地图上任意数据Di经纬度进行移位，并对数据点进行去重聚合处理，得到该层的聚合数据；进一步的，提供一种基于聚合显示方法的分层聚合方法及装置，形成任意比例尺对应的聚合数据Pi；当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集Pi。

本发明采用的技术方案如下：

一种地图节点聚合显示方法包括：

数据移位操作步骤：对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值LonDi、纬度值LatDi分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作后，分别记为PonDi、PatDi；其中l＝Ceil(log₂S_i)+2，其中Ceil表示向上取整；

数据去重步骤：如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj＝PonDi、PatDj＝PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除节点数据Dj，进行节点去重融合，融合后数据记为Pi；

地图数据集形成步骤：对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

进一步的，所述数据去重步骤的具体包括：

去重哈希数组构造步骤：任意节点数据Di的经度值、纬度值为LonDi、LatDi，将其进行右移l位操作换算后经纬度为PonDi、PatDi，将PonDi、PatDi存入哈希数组HA，哈希数组HA中Key值为经度值PonDi和纬度值PatDi的拼接值，即key＝“PonDiPatDi”；该key值对应的Value值为子数组[PonDi，PatDi]；

去重存储步骤：对任意节点数据Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，其进行右移l位操作换算后经度值、纬度值为PonDj、PatDj，查询所述哈希数据HA中是否存在“PonDjPatDj”＝“PonDiPatDi”，如果存在则Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj为重复节点，则删除Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，融合后数据记为Pi；否则，在HA中创建插入新元素，令Key＝“PonDjPatDj”，Vaule值为子数组[PonDj、PatDj]，则进行去重处理后的哈希数组HA即为聚合后的点，即融合后数据记为Pi。

基于所述地图节点聚合显示方法的分层聚合方法还包括：

根据所述数据移位操作步骤、数据去重步骤以及地图数据集形成步骤，计算电子地图中全部比例尺S1，S2,……,Sn对应的电子地图数据集HA1、HA2、……HAn；

当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集HAi，i小于等于n。

一种地图节点聚合显示装置包括：

数据移位操作模块，用于对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值LonDi、纬度值LatDi分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作后，分别记为PonDi、PatDi；其中l＝Ceil(log₂S_i)+2，其中Ceil表示向上取整；

数据去重模块，用于如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj＝PonDi、PatDj＝PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除节点数据Dj，进行节点去重融合，融合后数据记为Pi；

地图数据集形成模块：对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

进一步的，所述数据去重模块具体包括：

去重哈希数组构造模块：任意节点数据Di的经度值、纬度值为LonDi、LatDi，将其进行右移l位操作换算后经纬度为PonDi、PatDi，将PonDi、PatDi存入哈希数组HA，哈希数组HA中Key值为经度值PonDi和纬度值PatDi的拼接值，即key＝“PonDiPatDi”；该key值对应的Value值为子数组[PonDi，PatDi]；

去重存储模块：对任意节点数据Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，其进行右移l位操作换算后经度值、纬度值为PonDj、PatDj，查询所述哈希数据HA中是否存在“PonDjPatDj”＝“PonDiPatDi”，如果存在则Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj为重复节点，则删除Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，融合后数据记为Pi；否则，在HA中创建插入新元素，令Key＝“PonDjPatDj”，Vaule值为子数组[PonDj、PatDj]，则进行去重处理后的哈希数组HA即为聚合后的点，即融合后数据记为Pi。

基于所述地图节点聚合显示装置的分层聚合装置还包括：

分层数据计算模块，用于根据数据移位操作模块、数据去重模块以及地图数据集形成模块，计算电子地图中全部比例尺S1，S2,……,Sn对应的电子地图数据集HA1、HA2、……HAn；

分层聚合模块，用于当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集HAi，i小于等于n。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过将全球地图看成一张大图片进行移位分层，其分层算法与待显示数据无关，适合各种海量节点数据基于像素的聚合；

2.对任何数据可以直接根据被显示图层进行聚合，而与其他数据无关，不需要依赖其他数据进行相关性操作，其计算量仅仅随着数据增加线性增长；

3.本方案具有更高的算法效率和实用性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1本发明流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

具体做法为将世界地图看作为一张360000000x180000000像素的超大图片(记为E)，任何不重叠的数据节点都将对应为该E像素中的一个像素，将E的长度和宽度按比特进行右移位变换(即每变换一次，图片较上一次长和宽缩小一半)，每变换一次得到一张图片，共进行24次可以得到24张不同大小图片(分别记为E1……E24)，根据电子地图比例尺，将每一张图片分割为瓦片，并编号存储。对于任何待呈现节点，通过该移位映射为对应图层瓦片中的点，通过去除重复点得到聚合节点，最后将聚合的节点呈现在地图上。

一、地图节点聚合显示方法实施步骤包括：

对于给定电子地图比例尺S(米/像素)，当两个点距离≤S时，将在屏幕上投影聚合为一个像素。当有n个节点时，计算任意两个节点是否合并，需要计算n2次，计算复杂度为O(n²)。对于海量数据，大量的合并计算将消耗大量的计算资源，影响显示响应速度，从而不可接受。提出一种地图节点聚合显示方法：

步骤1：对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值、纬度值分别记为LonDi、LatDi，分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作，分别记为PonDi、PatDi；其中l＝Ceil(log₂S_i)+2；

其中，l＝Ceil(log₂S_i)+2中2的设计过程：

因为要将地图比例尺和经纬度进行换算，而将经纬度小数点后六位(约0.2米/0.000001度)换算到1米/像素的比例尺需要乘以4，所以指数上要+2，即在Ceil(log₂S_i)再加上2；

其中，其中Ceil表示向上取整；例如Ceil(0.1)＝1，Ceil(1.1)＝2，Ceil(-0.1)＝0，Ceil(-1.1)＝-1…；

步骤2：如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj＝PonDi、PatDj＝PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除节点数据Dj，进行节点去重融合，融合后数据记为Pi。

该方法中，仅对每一个点进行一次移位操作，因此其算法复杂度为O(n)；

步骤3：对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

更具体的，步骤2具体包括：

步骤21)去重哈希数组构造步骤：任意节点数据Di的经度值、纬度值为LonDi、LatDi，将其进行右移l位操作换算后经纬度为PonDi、PatDi，将PonDi、PatDi存入哈希数组HA，哈希数组HA中Key值为经度值PonDi和纬度值PatDi的拼接值，即key＝“PonDiPatDi”；该key值对应的Value值为子数组[PonDi，PatDi]；

其中，拼接指的经度值与纬度值直接拼接，比如经度为10.234560，纬度为20.123456，则Key＝“10.23456020.123456”，为了表述方便拼接值记为“PonDiPatDi”；

步骤22)去重存储步骤：对任意节点数据Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，其进行右移l位操作换算后经度值、纬度值为PonDj、PatDj，查询所述哈希数据HA中是否存在“PonDjPatDj”＝“PonDiPatDi”，如果存在则Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj为重复节点，则删除Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，融合后数据记为Pi；否则，在HA中创建插入新元素，令Key＝“PonDjPatDj”，Vaule值为子数组[PonDj、PatDj]，则进行去重处理后的哈希数组HA即为聚合后的点，融合后数据记为Pi。

该方法中，仅对每一个点进行一次移位操作，在进行聚合利用哈希数组仅进行一次判断，因此其算法复杂度为O(n)。

二、当地图比例尺Si动态变化时，例如：当地图由比例尺S：1向比例尺2S：1、4S：1、8S：1变化时，需要实时将比例尺1下的16个点分布转换为9个、4个和1个点。该过程需要对大量的数据计算，从而降低响应速度。

基于地图节点聚合显示方法实施步骤中步骤1、步骤2以及步骤3，计算电子地图中全部比例尺S1，S2,……,Sn对应的电子地图数据集HA1、HA 2、……HA n；当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集HAi，i小于等于n。

例如1.当得到S：1的原始数据时，基于前述的移位操作，预先计算出比例尺2S：1、4S：1、8S：1比例下的电子地图数据集，分别记为HA1、HA2、HA3和HA4；

2.当地图比例尺为S：1时加载电子地图数据集HA1，当比例尺为2S：1、4S：1、8S：1时，分别加载电子地图数据集HA2、HA3、HA4。

通过提前计算出HA1-HA4四个电子地图数据集，将数据转换问题转变为图层查找问题，极大减少了计算量，对于多用户、频繁调整地图比例尺的场景，该方法将极大降低计算量，提升系统响应速度。

具体方法如下：

1.将所有数据节点经纬度乘以10⁶取整，作为点集图层1(记为P1)；

2.将所有数据节点右移位1-24比特，对重叠进行聚合，分别得到点集图层2-25(分别记为P2-P25)，各图层对应的比例尺为0.2×2^n-1(米/像素)，其中n为点集图层号。

3.获取当前地图比例尺S(米/像素)，令L＝Ceil(log2^S)+3计算，加载第L层电子地图数据集。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种地图节点聚合显示方法，其特征在于包括：

数据移位操作步骤：对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值LonDi、纬度值LatDi分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作后，分别记为PonDi、PatDi；其中l＝Ceil(log₂S_i)+2，其中Ceil表示向上取整；

数据去重步骤：如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj＝PonDi、PatDj＝PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除节点数据Dj，进行节点去重融合，融合后数据记为Pi；

地图数据集形成步骤：对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

2.根据权利要求1所述的一种地图节点聚合显示方法，其特征在于数据去重步骤的具体包括：

去重哈希数组构造步骤：任意节点数据Di的经度值、纬度值为LonDi、LatDi，将其进行右移l位操作换算后经纬度为PonDi、PatDi，将PonDi、PatDi存入哈希数组HA，哈希数组HA中Key值为经度值PonDi和纬度值PatDi的拼接值，即key＝“PonDiPatDi”；该key值对应的Value值为子数组[PonDi，PatDi]；

去重存储步骤：对任意节点数据Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，其进行右移l位操作换算后经度值、纬度值为PonDj、PatDj，查询所述哈希数据HA中是否存在“PonDjPatDj”＝“PonDiPatDi”，如果存在则Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj为重复节点，则删除Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，融合后数据记为Pi；否则，在HA中创建插入新元素，令Key＝“PonDjPatDj”，Vaule值为子数组[PonDj、PatDj]，则进行去重处理后的哈希数组HA即为聚合后的点，即融合后数据记为Pi。

3.基于权利要求1或2所述地图节点聚合显示方法的分层聚合方法，其特征在于还包括：

根据所述数据移位操作步骤、数据去重步骤以及地图数据集形成步骤，计算电子地图中全部比例尺S1，S2,……,Sn对应的电子地图数据集HA1、HA2、……HAn；

当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集HAi，i小于等于n。

4.一种地图节点聚合显示装置，其特征在于包括：

数据移位操作模块，用于对地图比例尺为S_i任意节点数据Di经度值LonDi、纬度值LatDi分别乘以10⁶后取整，并进行右移l位操作后，分别记为PonDi、PatDi；其中l＝Ceil(log₂S_i)+2，其中Ceil表示向上取整；

数据去重模块，用于如果某个节点数据Dj经度值、纬度值分别记为LonDj、LatDj其移位后的经度值、纬度值为PonDj、PatDj；当PonDj＝PonDi、PatDj＝PatDi，则认为节点数据Dj和节点数据Di重合，删除节点数据Dj，进行节点去重融合，融合后数据记为Pi；

地图数据集形成模块：对该比例尺Si的整个地图数据进行处理，得到对应的整个地图数据集HAi。

5.根据权利要求4所述的地图节点聚合显示装置，其特征在于数据去重模块具体包括：

去重哈希数组构造模块：任意节点数据Di的经度值、纬度值为LonDi、LatDi，将其进行右移l位操作换算后经纬度为PonDi、PatDi，将PonDi、PatDi存入哈希数组HA，哈希数组HA中Key值为经度值PonDi和纬度值PatDi的拼接值，即key＝“PonDiPatDi”；该key值对应的Value值为子数组[PonDi，PatDi]；

去重存储模块：对任意节点数据Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，其进行右移l位操作换算后经度值、纬度值为PonDj、PatDj，查询所述哈希数据HA中是否存在“PonDjPatDj”＝“PonDiPatDi”，如果存在则Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj为重复节点，则删除Dj的经度值、纬度值为LonDj、LatDj，融合后数据记为Pi；否则，在HA中创建插入新元素，令Key＝“PonDjPatDj”，Vaule值为子数组[PonDj、PatDj]，则进行去重处理后的哈希数组HA即为聚合后的点，即融合后数据记为Pi。

6.基于权利要求4或5所述地图节点聚合显示装置的分层聚合装置，其特征在于还包括：

分层数据计算模块，用于根据数据移位操作模块、数据去重模块以及地图数据集形成模块，计算电子地图中全部比例尺S1，S2,……,Sn对应的电子地图数据集HA1、HA 2、……HAn；

分层聚合模块，用于当图层转换时，获取当前地图比例尺S_i，电子地图显示比例尺S_i相应第i层的电子地图数据集HAi，i小于等于n。