CN110865750A - 瓦片地图的无极缩放显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓦片地图的无极缩放显示方法，包括步骤：S1：设定原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸和需要显示的瓦片区域的经纬度范围；初始化需要显示的瓦片层级FZ；S2：获得距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z；S3：根据最近的原始瓦片地图的层级Z与瓦片层级FZ的距离，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸；S4：拼接并裁剪出瓦片层级FZ上需要显示的瓦片区域的经纬度范围的瓦片；本发明针对需要显示的层级进行在与其最近的相邻瓦片地图层级之间局部的无极缩放来细化地图拉伸和缩放的级别，避免冗余的全原始瓦片地图的加载，提高了虚拟地图的显示效率和体验效果。

Description

瓦片地图的无极缩放显示方法

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，具体涉及一种瓦片地图的无极缩放显示方法。

背景技术

瓦片地图采用预生成的方法存放在服务器端，然后根据用户提交的不同请求，把相应显示范围内的地图瓦片发送给客户端的过程。它是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。首先确定地图服务平台所要提供的缩放级别的数量z，把缩放级别最高、地图比例尺最大的地图图片作为金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行切割，分割成相同大小(比如256x256像素)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片矩阵；在第0层地图图片的基础上，按每2x2像素合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，分割成与下一层相同大小的正方形地图瓦片，形成第1层瓦片矩阵；采用同样的方法生成第2层、第3层、…、如此下去，直到第z-1层瓦片矩阵，构成整个瓦片金字塔。

根据瓦片地图的数据层次结构，传统方法是使用xyz这样的坐标来精确定位一张瓦片。通常z用于表示瓦片层级，而xy表示某个层级内的瓦片平面，x为横轴坐标，y为纵轴坐标。通过已知的瓦片像素大小(通常为大小为256x 256像素)、地图当前显示的经纬度范围和显示瓦片的层级Z(逻辑层级，用整数表示)可以计算出需要显示的瓦片地图像素范围。

但是由于瓦片地图层级的限制，导致这种方法在某些相邻地图层级切换后地图显示范围变化太大，现有的瓦片地图的层级无法满足显示的需求。而重新划分瓦片地图的层级以满足显示范围的需求，会给虚拟应用的性能和内存带来较大压力，增加计算和存储开销，显示效率交叉。

因此，需要提出一种在相邻数据层级之间通过拉伸和缩放瓦片地图来细化地图缩放级别的方法，达到无极缩放的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种瓦片地图的无极缩放显示方法，基于现有的瓦片地图，针对需要显示的层级进行在与其最近的相邻瓦片地图层级之间局部的无极缩放来细化地图拉伸和缩放的级别，避免冗余的全原始瓦片地图的加载，提高了虚拟地图的显示效率和体验效果。

本发明提供一种瓦片地图的无极缩放显示方法，包括步骤：

S1：设定原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸和需要显示的瓦片区域的经纬度范围；初始化需要显示的瓦片层级FZ；其中，所述需要显示的地图层级FZ位于原始瓦片地图相邻层级之间；

S2：获得距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z；其中，Z为非零整数；

S3：根据最近的原始瓦片地图的层级Z与瓦片层级FZ的距离，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸；

S4：拼接并裁剪出瓦片层级FZ上需要显示的瓦片区域的经纬度范围的瓦片。

进一步，所述步骤S2中，若瓦片层级FZ有两个距离最近的原始瓦片地图的层级，则取其中层级更高的一个原始瓦片地图的层级作为距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级。

进一步，所述步骤S3包括：

S31：判断瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离是否为正，若为正，则进入步骤S32；若为负，则进入步骤S34；

S32：根据原始瓦片地图的层级Z和下一层级Z+1的等效像素尺寸P和NP，计算瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP；

S33：根据放大等效像素尺寸XP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1；

S34：根据原始瓦片地图的层级Z和上一层级Z-1的等效像素尺寸P和ZP，计算瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP；

S35：根据缩小等效像素尺寸YP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2。

进一步，所述瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离scale的计算公式为：

scale＝FZ–Z (1)

进一步，所述步骤S32中的等效像素尺寸为x轴像素尺寸。

进一步，所述步骤S32中的等效像素尺寸为y轴像素尺寸。

进一步，所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1的计算公式为：

其中，Q为放大比例，Q＝2×scale。

进一步，所述瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，NP＝p×2^(Z+1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p。

进一步，所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2的计算公式为：

其中，W为缩小比例，W＝2×scale。

进一步，所述瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，ZP＝p×2^(Z-1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p。

本发明的有益效果：本发明基于现有的瓦片地图，针对需要显示的层级进行在与其最近的相邻瓦片地图层级之间局部的无极缩放来细化地图拉伸和缩放的级别，避免冗余的全原始瓦片地图的加载，减小了服务器的计算开销，提高了虚拟地图的显示效率和体验效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明步骤S3的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，原始瓦片地图中的瓦片，是按一定规则，拼接成一个完整的瓦片地图，将瓦片地图放大(参阅百度地图、腾讯地图等电子地图网络客户端，电机放大按钮即“+”按钮，可知电子地图技术领域放大地图表示在相同的电子地图显示范围内显示的地理范围小，地理细节更详细)，会显示较低级别的瓦片，本领域中较高层级的单个瓦片所表示的地图范围比较低层级的单个瓦片所表示的地图范围大，例如，相邻层级中较高级别(例如第4层级)的一张瓦片相当于较低层级(例如第3层级)四张瓦片所表示的地图范围，层级差为2的两个层级中，较高层级(例如第3层级)的一张瓦片相当于较低层级(例如第5层级)十六张瓦片所表示的地图范围。

如图1所示，本发明提供的一种瓦片地图的无极缩放显示方法，包括步骤：

S1：设定原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸和需要显示的瓦片区域的经纬度范围；初始化需要显示的瓦片层级FZ；其中，所述需要显示的地图层级FZ位于原始瓦片地图相邻层级之间；在实际操作中，完成上述初始参数的设定后，还可根据当前地图的投影类型和瓦片方式检查输入的各初始参数是否有效，以确保后续拉伸和缩放的瓦片地图的准确性。本实施例中，原始瓦片地图的层级为非零整数，表示逻辑层级。而由于需要显示的地图层级FZ位于原始瓦片地图相邻层级之间，故FZ为非负小数，同样表示的是逻辑层级。需要显示的瓦片区域的经纬度范围，可以在第0层级的瓦片地图上将落入经纬度范围的地图区域以范围框的形式框起来，在后续转化到各层级的瓦片地图时，根据各层级与第0层级的缩放比例，以范围框的中心点为基准点进行相应缩放，其中，第0层级即为设定的基准层级，当然也可以将原始瓦片图像的其他层级作为基准层级，在基准层级上设定先要显示的瓦片区域的经纬度范围的范围框。进一步，范围框为中心对称或者轴对称图形，以方便找到范围框的中心点，能够保证范围框在缩放过程中能够保证经纬度范围的准确性，避免发生偏移。

S2：获得距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z；其中，Z为非零整数；本实施例中，显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z的可通过计算FZ与原始瓦片地图的逻辑层级的差来等效计算。例如；初始化需要显示的瓦片层级FZ为3.3层级，则距离3.3层级最近的原始层级为3层级，因为3.3-3＝0.3的绝对值是3.3与原始瓦片地图层级的差的绝对值中最小的值。

S3：根据最近的原始瓦片地图的层级Z与瓦片层级FZ的距离，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸；

S4：拼接并裁剪出瓦片层级FZ上需要显示的瓦片区域的经纬度范围的瓦片。通过上述方法，基于现有的瓦片地图，针对需要显示的层级进行在与其最近的相邻瓦片地图层级之间局部的无极缩放来细化地图拉伸和缩放的级别，避免冗余的全原始瓦片地图的加载，减小了服务器的计算开销，提高了虚拟地图的显示效率和体验效果。

进一步，所述步骤S2中，若瓦片层级FZ有两个距离最近的原始瓦片地图的层级，则取其中层级更高的一个原始瓦片地图的层级作为距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级。本实施例中，存在一种特殊情况，即瓦片层级FZ与其两个相邻的原始瓦片地图的层级的距离相等，例如：需要显示的瓦片层级FZ为3.5层级，则距离3.5层级最近的原始层级为3层级和4层级，这时候只需要选择3层级和4层级中层级更高的4层级作为距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z，也就是采用四舍五入的选取方式来选择后续计算步骤的基准层级。

进一步，所述步骤S3包括：

S31：判断瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离是否为正，若为正，判定瓦片层级FZ高于原始瓦片地图的层级，则进入步骤S32；若为负，则进入步骤S34；

S32：根据原始瓦片地图的层级Z和下一层级Z+1的等效像素尺寸P和NP，计算瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP；

S33：根据放大等效像素尺寸XP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1；S34：根据原始瓦片地图的层级Z和上一层级Z-1的等效像素尺寸P和ZP，计算瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP；

S35：根据缩小等效像素尺寸YP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2。例如：初始化瓦片层级FZ＝1.4时，根据前述四舍五入的选取方式，则层级Z＝1，scale＝FZ-Z＝0.4，

由于scale为正，则是将层级Z＝1的瓦片放大得到层级FZ＝1.4的瓦片。同理，初始化瓦片层级FZ＝1.6时，则是将层级Z＝2的瓦片缩小得到层级FZ＝1.6的瓦片。

通过上述方法，找到与瓦片层级FZ距离最近的原始瓦片图像的瓦片层级作为基准层级，计算相应的缩放参数，以完成对瓦片地图更为细致的、精准的、局部的无极缩放，避免了冗余的瓦片地图的加载，简化了计算流程，减小了计算量，提高了虚拟地图的显示效率和体验效果。

进一步，所述瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离scale的计算公式为：

scale＝FZ–Z (1)

本实施例中，通过计算片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的层级之差来表示瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离，方便快捷，易于理解和掌握。

进一步，所述步骤S32中的等效像素尺寸为x轴像素尺寸。

进一步，所述步骤S32中的等效像素尺寸为y轴像素尺寸。本实施例中，由于分别在各层级的瓦片地图中，用x轴和y轴的像素尺寸来表示瓦片地图的像素尺寸，而通常情况下瓦片为正方形或矩形，故选择x轴像素尺寸或y轴像素尺寸中的任意像素尺寸作为等效像素尺寸来进行缩放比例的运算即可，在保证缩放精度的同时，减小了运算量。

进一步，所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1的计算公式为：

其中，Q为放大比例，Q＝2×scale。例如：FZ＝1.5～2.5之间都使用的是Z＝2的原始切片，FZ＝1.5～2.0之间是将Z＝2的原始切片进行缩小后得到sp1；FZ＝2.0～2.5之间是将Z＝2的原始切片进行放大后得到sp1；如果FZ＝2.1放大到FZ＝2.2，则Z＝2(所有切片拼接的像素)相对于中间值(即FZ＝2.5对应的等效像素尺寸)放大了0.2倍；故Q＝2×scale。通过这样的计算方法，能够根据基准层级的瓦片像素尺寸精确地、不失真地计算出瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1。

进一步，所述瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，NP＝p×2^(Z+1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p，原始瓦片地图各层级的单个瓦片的像素尺寸是相同的，但是每个层级所有瓦片拼接成一个完整的地图的像素是不同的，故p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p，例如256×256像素；P表示在指定层级下，当前层级所有瓦片拼接后的像素大小。本实施例中，2^Z和2^(Z+1)分别表示瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z和Z+1之间的层级差。XP为瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸，表示相邻两个整数层级Z和Z+1(一个级别所有瓦片拼接后的像素)的平均值。通过这样的计算方法，能够根据瓦片层级FZ的两相邻层级计算出放大等效像素尺寸，用于后续精确地、不失真地计算出瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1，避免了瓦片地图在局部缩放过程中丢失数据信息，使缩放得到的地图包含的信息更为完整。

进一步，所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2的计算公式为：

其中，W为缩小比例，W＝2×scale。通过这样的计算方法，能够根据基准层级的瓦片像素尺寸精确地、不失真地计算出瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2。

进一步，所述瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，ZP＝p×2^(Z-1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p。2^Z和2^(Z-1)分别表示瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z和Z-1之间的层级差。YP为瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸，表示相邻两个整数层级Z和Z-1(一个级别所有瓦片拼接后的像素)的平均值。通过这样的计算方法，能够根据瓦片层级FZ的两相邻层级计算出缩小等效像素尺寸，用于后续精确地、不失真地计算出瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1，避免了瓦片地图在局部缩放过程中丢失数据信息，使缩放得到的地图包含的信息更为完整。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：包括步骤：

S1：设定原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸和需要显示的瓦片区域的经纬度范围；初始化需要显示的瓦片层级FZ；其中，所述需要显示的地图层级FZ位于原始瓦片地图相邻层级之间；

S2：获得距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级Z；其中，Z为非零整数；

S3：根据最近的原始瓦片地图的层级Z与瓦片层级FZ的距离，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸；

S4：拼接并裁剪出瓦片层级FZ上需要显示的瓦片区域的经纬度范围的瓦片。

2.根据权利要求1所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述步骤S2中，若瓦片层级FZ有两个距离最近的原始瓦片地图的层级，则取其中层级更高的一个原始瓦片地图的层级作为距离需要显示的瓦片层级FZ最近的原始瓦片地图的层级。

3.根据权利要求1所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述步骤S3包括：

S31：判断瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离是否为正，若为正，则进入步骤S32；若为负，则进入步骤S34；

S32：根据原始瓦片地图的层级Z和下一层级Z+1的等效像素尺寸P和NP，计算瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP；

S33：根据放大等效像素尺寸XP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1；

S34：根据原始瓦片地图的层级Z和上一层级Z-1的等效像素尺寸P和ZP，计算瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP；

S35：根据缩小等效像素尺寸YP，计算瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2。

4.根据权利要求3所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述瓦片层级FZ与原始瓦片地图的层级Z的距离scale的计算公式为：

scale＝FZ–Z (1)。

5.根据权利要求4所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述步骤S32中的等效像素尺寸为x轴像素尺寸。

6.根据权利要求4所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述步骤S32中的等效像素尺寸为y轴像素尺寸。

7.根据权利要求5或6中任意一项所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp1的计算公式为：

其中，Q为放大比例，Q＝2×scale。

8.根据权利要求7所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述瓦片层级FZ的放大等效像素尺寸XP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，NP＝p×2^(Z+1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p。

9.根据权利要求5或6中任意一项所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述瓦片层级FZ的单个瓦片像素尺寸Sp2的计算公式为：

其中，W为缩小比例，W＝2×scale。

10.根据权利要求9所述瓦片地图的无极缩放显示方法，其特征在于：所述瓦片层级FZ的缩小等效像素尺寸YP的计算公式为：

其中，P＝p×2^Z，ZP＝p×2^(Z-1)，p表示原始瓦片地图各层级的单个瓦片的实际像素尺寸为p×p。

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