CN111143289A - 一种地图的瓦片数据处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种地图的瓦片数据处理方法及装置，将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。本申请通过对海量的瓦片数据进行分类压缩并建立索引，可以改变数据的组织方式，建立有效的文件存储，提高数据的转移效率，并且基于离散尺度的数据文件构建空间连续尺度表达模型，能够实现瓦片数据的尺度的连续性，满足用户对于瓦片数据的连续调度，从而能够节省磁盘空间、简化维护操作、增强数据安全性、且增强瓦片数据的尺度连续性。

Description

一种地图的瓦片数据处理方法及装置

技术领域

本申请涉及地图的瓦片数据处理技术领域，特别涉及一种地图的瓦片数据处理方法及装置。

背景技术

地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，结合了地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。

GIS把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。随着GIS产品的不断深入，三维瓦片地图因其有更直观的显示效果而受到广泛使用，目前现有的三维瓦片地图主要是实景三维地图。实景三维地图主要利用激光雷达扫描和倾斜摄影技术，以航空摄影测量或地面近景摄影测量的方式，获得模型的真实高度和宽度，最终形成三维地图数据文件，经由AutoCAD或者3DMax等软件进一步处理完成模型制作，然后将一定范围的地图进行配置，按照多个不同尺度的比例尺生成不同尺度的瓦片数据，预缓存在服务器端，然后根据客户端不同的请求，把相应的瓦片数据发送给客户端。现有的实景三维地图产品有Google Earth、Google Map、城市吧等。

但是，三维地图的瓦片数据量巨大，通常可以达到T级以上，而且每个尺度都有海量的瓦片数据，现有技术一般是对其采用文件管理方式，同时存放不同尺度的瓦片地图，然后建立四叉树索引来满足客户端对瓦片数据的调度，这样会存在磁盘空间浪费、维护复杂、数据安全性低、且瓦片数据的尺度跳跃大的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种节省磁盘空间、简化维护操作、增强数据安全性、且增强瓦片数据的尺度连续性的。

基于上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种地图的瓦片数据处理方法，包括：

将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的所述数据文件的连续表达。

优选地，所述将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引，包括：

按照不同的尺度将所述瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的所述瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

按照不同的尺度将写满所述瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的所述数据文件，并建立所述数据文件的检索信息；

将所述文件块索引和所述数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据所述数据检索文件建立瓦片数据索引。

优选地，所述文件块索引，包括：所述文件块的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的数量。

优选地，所述数据文件的检索信息，包括：所述数据文件的序号、所述数据文件中保存的所述文件块的序号、所述数据文件中保存的每个所述文件块的起始位置、所述数据文件中保存的所述文件块的数量。

优选地，所述基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，包括：

以多个尺度的所述数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的所述基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；所述综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

对相邻尺度间的所述基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建所述空间连续尺度表达模型。

一种地图的瓦片数据处理装置，包括：

文件建立模块，用于将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

模型构建模块，用于基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的所述数据文件的连续表达。

优选地，所述文件建立模块，包括：

文件块建立单元，用于按照不同的尺度将所述瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的所述瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

数据文件建立单元，用于按照不同的尺度将写满所述瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的所述数据文件，并建立所述数据文件的检索信息；

索引建立单元，用于将所述文件块索引和所述数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据所述数据检索文件建立瓦片数据索引。

优选地，所述文件块索引，包括：所述文件块的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的数量。

优选地，所述数据文件的检索信息，包括：所述数据文件的序号、所述数据文件中保存的所述文件块的序号、所述数据文件中保存的每个所述文件块的起始位置、所述数据文件中保存的所述文件块的数量。

优选地，所述模型构建模块，包括：

插值生成单元，用于以多个尺度的所述数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的所述基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；所述综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

模型构建单元，用于对相邻尺度间的所述基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建所述空间连续尺度表达模型。

应用上述技术方案，本申请提供的一种地图的瓦片数据处理方法及装置，将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。本申请提供的地图的瓦片数据处理方法及装置，通过对海量的瓦片数据进行分类压缩并建立索引，可以改变数据的组织方式，建立有效的文件存储，提高数据的转移效率，并且基于离散尺度的数据文件构建空间连续尺度表达模型，能够实现瓦片数据的尺度的连续性，满足用户对于瓦片数据的连续调度，从而能够节省磁盘空间、简化维护操作、增强数据安全性、且增强瓦片数据的尺度连续性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种地图的瓦片数据处理方法的流程示意图；

图2为本申请提供的另一种地图的瓦片数据处理方法的流程示意图；

图3为本申请提供的又一种地图的瓦片数据处理方法的流程示意图；

图4为本申请提供的一种地图的瓦片数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面，将通过具体实施例对本申请的方案做具体阐述：

图1为本申请提供的一种地图的瓦片数据处理方法的流程示意图。

请参照图1所示，本申请实施例提供的一种地图的瓦片数据处理方法，包括：

S100：将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

本申请实施例中，可以预先通过航空摄影测量，雷达扫描等技术获得三维地图文件，利用AutoCAD和3DMax制作三维地图和三维模型数据，并通过地图切片得到三维地图的瓦片数据；

参照说明书附图2所示，在本申请实施例中，将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引，可以包括：

S101：按照不同的尺度将瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

本申请实施例中，按照不同的尺度，先将海量的瓦片数据按预定规则组合成大的文件块，对数据进行压缩，然后对这些大的数据块建立索引，小文件以文件块存储，每个文件块有唯一ID且连续，每个块需要64M左右，数据检索时先定位到数据块再进行块内检索。

S102：按照不同的尺度将写满瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的数据文件，并建立数据文件的检索信息；

本申请实施例中，当每个文件块被写满后，可以将其顺序写入数据文件，每个文件块完全由瓦片数据紧密填充，从而可以更快得进行压缩处理，避免磁盘浪费。

S103：将文件块索引和数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据数据检索文件建立瓦片数据索引。

本申请实施例可以在每个文件块写入数据文件的同时，将每个文件块的文件块索引和每个数据文件的检索信息写入数据检索文件中。其中数据检索文件由一系列连续的检索信息组成。

文件块索引中可以包括：文件块的序号、文件块中保存的瓦片数据的序号、文件块中保存的瓦片数据的数量。

数据文件的检索信息中可以包括：数据文件的序号、数据文件中保存的文件块的序号、数据文件中保存的每个文件块的起始位置、数据文件中保存的文件块的数量。

这些数据检索文件最终可以经过处理解读，建立瓦片数据索引，由此建立的紧缩数据极大提高了调度效率。

S200：基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。

参照说明书附图3所示，在本申请实施例中，基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，可以包括：

S201：以多个尺度的数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

根据改进多级瓦片数据离散比例尺的要求，需要实现不同尺度空间数据的连续表达，其基本原理是：不同尺度的数据作为其基态数据，对相邻尺度间的数据进行取舍，聚类，简化，匹配等综合地图操作，生成插值尺度数据，并对相邻基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，提高算法的准确度。

S202：对相邻尺度间的基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建空间连续尺度表达模型。

当用户动态请求数据时，不同级别数据之间可以采用lod，morphing变换技术实现动态连续数据。整个过程可用下面的表达式建立模型：

{O(x，y，s)，O′，G(s)，T(s)}，s∈[S0，St]

对该模型详细说明：

[S0，St]表示每个目标在不同表达状态下的尺度范围；

O(x，y，s)为基态数据的某一种实体目标，如道路，河流等；

O′记录了对应目标在下一临近的基态数据，若不存在对应目标则设为空；

G(s)记录了地图综合的操作信息，包括综合算子类型、综合尺度区间/点、综合参数以及综合结果。其具体实施过程为：综合对实体目标进行取舍，聚合，融合，简化等操作，选取化简区间和尺度点，根据操作参数找到最适合下一级的数据表达。

其中，取舍是对目标进行取舍，对目标进行重要性排序，计算出每个目标的最小表达尺度，从而确定尺度表达范围。

聚合是对某一尺度表达下的相同语义特征的多个目标综合为单一目标表示,例如目标A、B在尺度点S0处聚合为新目标C表示，聚合距离参数为dis，则A，B综合过程信息G(s)A和G(s)B可记录为G(s)A＝G(s)B＝＜AGGREGATION，RESULT:C＞，A,B尺度范围为[0，S0]，而C尺度范围[S0,1]。

融合是将不同语义特征的多边形目标在某一尺度下合并的过程，例如目标A在尺度点S0融合到目标B得到新目标B′，则G(s)A表示为＜MERGE，PARAMETERS：SEMANTIC{X(B)}，RESULT:B′＞，G(s)B可表示为＜MERGE,PARAMETERS：NULL，RESULT：B′＞，A、B尺度范围为[0，S0]，B′尺度范围[S0，1]。

简化是对目标数量和几何细节的综合，例如目标A在尺度点S0表达出新目标A′，其最小宽度为Wmin，则G(s)A为＜化简，RESULT:A′＞，A和A′的尺度范围分别为[0，S0]和[S0，1]

T(s)记录了尺度变换时目标几何表达层次信息。在经过地图综合操作后，每个实体在不同尺度范围的细节信息和数量都有了变化，因此，对中间数据需要进行化简，lod变换等操作控制数据的几何表达程度。考虑到不同多级尺度的复杂情况，尺度变换可分为根据相邻两级尺度融合内插得到新状态，也可以根据相邻两级大尺度控制小尺度得到中间状态。如采用Morphing形态变换综合考虑上下两个状态并进行融合内插实现线、面目标的连续表达。其尺度变换过程T(s)可形式化为：T(s)＝M(g0,gt.s)，s∈[S0,St]，其中，g0和gt分别代表相邻两个基态数据。

现有技术在采用金字塔模型组织地图数据时，地图内容的详细程度是由栅格数据本身决定的，也决定了文件数据巨大。数据的存储，和不同层级数据间的调度有很大的优化空间。本申请实施例通过对海量的瓦片数据进行压缩，并分块建立索引，改变数据的组织方式和提高数据的转移效率，实现了海量三维数据的高效管理与调度；并且在对离散数据调度中建立连续的表达模型，可以实现空间连续的精细化尺度表达，实现高效益目标表达。

应用上述技术方案，本申请提供的一种地图的瓦片数据处理方法，将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。本申请提供的地图的瓦片数据处理方法，通过对海量的瓦片数据进行分类压缩并建立索引，可以改变数据的组织方式，建立有效的文件存储，提高数据的转移效率，并且基于离散尺度的数据文件构建空间连续尺度表达模型，能够实现瓦片数据的尺度的连续性，满足用户对于瓦片数据的连续调度，从而能够节省磁盘空间、简化维护操作、增强数据安全性、且增强瓦片数据的尺度连续性。

图4为本申请提供的一种地图的瓦片数据处理装置的结构示意图。

请参照图4所示，本申请实施例提供的一种地图的瓦片数据处理装置，包括：

文件建立模块1，用于将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

本申请实施例中，文件建立模块，可以包括：

文件块建立单元，用于按照不同的尺度将瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

数据文件建立单元，用于按照不同的尺度将写满瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的数据文件，并建立数据文件的检索信息；

索引建立单元，用于将文件块索引和数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据数据检索文件建立瓦片数据索引。

具体的，文件块索引，可以包括：文件块的序号、文件块中保存的瓦片数据的序号、文件块中保存的瓦片数据的数量。

具体的，数据文件的检索信息，可以包括：数据文件的序号、数据文件中保存的文件块的序号、数据文件中保存的每个文件块的起始位置、数据文件中保存的文件块的数量。

模型构建模块2，用于基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。

本申请实施例中，模型构建模块2，可以包括：

插值生成单元，用于以多个尺度的数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

模型构建单元，用于对相邻尺度间的基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建空间连续尺度表达模型。

本申请实施例提供的地图的瓦片数据处理装置与上文方法实施例中的地图的瓦片数据处理方法相对应，可以彼此参照，此处不再详细阐述。

现有技术在采用金字塔模型组织地图数据时，地图内容的详细程度是由栅格数据本身决定的，也决定了文件数据巨大。数据的存储，和不同层级数据间的调度有很大的优化空间。本申请实施例通过对海量的瓦片数据进行压缩，并分块建立索引，改变数据的组织方式和提高数据的转移效率，实现了海量三维数据的高效管理与调度；并且在对离散数据调度中建立连续的表达模型，可以实现空间连续的精细化尺度表达，实现高效益目标表达。

应用上述技术方案，本申请提供的一种地图的瓦片数据处理装置，将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；基于多个尺度的数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的数据文件的连续表达。本申请提供的地图的瓦片数据处理装置，通过对海量的瓦片数据进行分类压缩并建立索引，可以改变数据的组织方式，建立有效的文件存储，提高数据的转移效率，并且基于离散尺度的数据文件构建空间连续尺度表达模型，能够实现瓦片数据的尺度的连续性，满足用户对于瓦片数据的连续调度，从而能够节省磁盘空间、简化维护操作、增强数据安全性、且增强瓦片数据的尺度连续性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种地图的瓦片数据处理方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种地图的瓦片数据处理方法，其特征在于，包括：

将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的所述数据文件的连续表达。

2.根据权利要求1所述的地图的瓦片数据处理方法，其特征在于，所述将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引，包括：

按照不同的尺度将所述瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的所述瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

按照不同的尺度将写满所述瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的所述数据文件，并建立所述数据文件的检索信息；

将所述文件块索引和所述数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据所述数据检索文件建立瓦片数据索引。

3.根据权利要求2所述的地图的瓦片数据处理方法，其特征在于，所述文件块索引，包括：所述文件块的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的数量。

4.根据权利要求2所述的地图的瓦片数据处理方法，其特征在于，所述数据文件的检索信息，包括：所述数据文件的序号、所述数据文件中保存的所述文件块的序号、所述数据文件中保存的每个所述文件块的起始位置、所述数据文件中保存的所述文件块的数量。

5.根据权利要求1所述的地图的瓦片数据处理方法，其特征在于，所述基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，包括：

以多个尺度的所述数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的所述基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；所述综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

对相邻尺度间的所述基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建所述空间连续尺度表达模型。

6.一种地图的瓦片数据处理装置，其特征在于，包括：

文件建立模块，用于将三维地图的瓦片数据按照不同的尺度进行分类压缩，建立多个尺度的数据文件，并建立瓦片数据索引；

模型构建模块，用于基于多个尺度的所述数据文件，构建空间连续尺度表达模型，以在接收到用户的动态数据请求时，实现多个尺度的所述数据文件的连续表达。

7.根据权利要求6所述的地图的瓦片数据处理装置，其特征在于，所述文件建立模块，包括：

文件块建立单元，用于按照不同的尺度将所述瓦片数据进行分类压缩，将相同尺度的所述瓦片数据按照预定规则组合成文件块，并建立文件块索引；

数据文件建立单元，用于按照不同的尺度将写满所述瓦片数据的文件块分类写入到数据文件中，建立多个尺度的所述数据文件，并建立所述数据文件的检索信息；

索引建立单元，用于将所述文件块索引和所述数据文件的检索信息写入数据检索文件中，根据所述数据检索文件建立瓦片数据索引。

8.根据权利要求7所述的地图的瓦片数据处理装置，其特征在于，所述文件块索引，包括：所述文件块的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的序号、所述文件块中保存的所述瓦片数据的数量。

9.根据权利要求7所述的地图的瓦片数据处理装置，其特征在于，所述数据文件的检索信息，包括：所述数据文件的序号、所述数据文件中保存的所述文件块的序号、所述数据文件中保存的每个所述文件块的起始位置、所述数据文件中保存的所述文件块的数量。

10.根据权利要求6所述的地图的瓦片数据处理装置，其特征在于，所述模型构建模块，包括：

插值生成单元，用于以多个尺度的所述数据文件作为基态数据，对相邻尺度间的所述基态数据进行综合地图操作，生成插值尺度数据；所述综合地图操作包括取舍、聚类、简化和匹配；

模型构建单元，用于对相邻尺度间的所述基态数据与插值尺度数据进行尺度变换，构建所述空间连续尺度表达模型。

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