CN111159326A - 一种机载数字地图局部数据增量更新方法和装置 - Google Patents

一种机载数字地图局部数据增量更新方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于机载图形图像处理领域，涉及一种机载数字地图局部数据增量更新方法和装置。该方法基于局部更新的思想和图层覆盖机制，采用地理数据增量包对应于数字地图以栅格为单元的局部区域；所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包均包括相应的地理数据索引文件和地理数据文件，其中地理数据文件以栅格为单元分图层存储栅格数据文件和矢量数据文件；地理数据索引文件包含有栅格位置和相应地理数据文件在存储空间中的相对路径；所述地理数据增量包在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据包一致。本发明在保证数据一致性的基础上能够显著提高地图更新效率，操作简便。

Description

一种机载数字地图局部数据增量更新方法和装置
技术领域
本发明属于机载图形图像处理领域，涉及一种机载数字地图数据更新方法。
背景技术
机载数字地图应用具有重建时间短、实时性高等特点。所用的地图数据为静态缓存，即按照既定的瓦片金字塔方案预先把地图切成瓦片，再通过特定的文件索引目录结构组织，供数字地图软件读取。为了降低存储空间占用、提高数据传输速度，往往将地图图层预先融合到一起生成缓存。地图数据缓存为大量的地图瓦片，导致数据更新速度较慢，这无形中增加了飞机维护成本。
可见，传统方法采用全局更新方式，能够保证数据一致性，但是更新过程需要复制大量的地图瓦片小文件，更新效率不高。
发明内容
本发明的目的是在保证数据一致性的基础上提高地图更新效率，操作简便。
为此，本发明提出一种机载数字地图局部数据增量更新方法，其方案包括如下步骤：
1)获取地理数据增量包，所述地理数据增量包对应于数字地图以栅格为单元的局部区域；所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包均包括相应的地理数据索引文件和地理数据文件，其中地理数据文件以栅格为单元分图层存储栅格数据文件和矢量数据文件，所述图层至少包括高程图层、影像图层和矢量图层；地理数据索引文件用于记录各图层所对应的地理数据文件的索引信息，包含有栅格位置和相应地理数据文件在存储空间中的相对路径；所述地理数据增量包在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据包一致；地理数据增量包中的地理数据索引文件和地理数据文件以下分别简记为新索引文件和新数据文件；
2)读取地理数据增量包中的新索引文件，确定原始数字地图中需要更新的栅格区域；
3)根据新索引文件，按图层复制地理数据增量包中的新数据文件，替换地图运行设备中存储的对应栅格区域的原始地理数据文件；并更新地图运行设备中存储的地理数据索引文件；
4)遍历新索引文件中的所有图层，完成地图数据更新。
基于以上方案，本发明还进一步做了如下优化：
可选地，所述地理数据索引文件还包括所引用地理数据文件的创建日期；步骤2)读取地理数据增量包中的新索引文件是，对记录的创建日期进行比较判断；只有新索引文件记录的创建日期晚于原始地理数据索引文件中记录的创建日期，才执行后续步骤。
可选地，所述地理数据索引文件还包括消息摘要，用于校验本图层数据是否完整有效；步骤2)读取地理数据增量包中的新索引文件前，先根据地理数据增量包中的新数据文件计算对应图层的消息摘要，与新索引文件记录的消息摘要比较；如果一致，则表明地理数据增量包有效，才执行后续步骤。
可选地，步骤2)之前，先在地图运行设备相应的存储介质中备份原始地理数据索引文件。
可选地，地理数据增量包获取自移动存储介质。
可选地，若从所述移动存储介质并未获取到地理数据增量包，则复制原始地理数据索引文件存入所述移动存储介质。
可选地，所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包的内容形式均分为记录文件和地理数据目录，其中：
所述记录文件为所述地理数据索引文件；所述新索引文件的文件名后缀为.increment，文件格式为XML，顶层标签为<increment>，三种次级标签为<evelation>、<image>和<feature>,分别表示高程、影像和矢量图层；每个次级标签均具有属性name和子标签<url>；其中属性name的内容为所引用地理数据文件的创建日期+消息摘要+栅格区域位置，子标签<url>的内容为所引用的地理数据文件在存储空间中的相对路径(存储地址)；
所述地理数据目录存储所述地理数据文件，与所述次级标签一一对应。
可选地，所述栅格数据文件为GeoTiff格式，所述矢量数据文件为ESRI shapefile格式。
相应的，本发明还提出一种移动存储设备，存储有地理数据增量包，所述地理数据增量包仅对应于数字地图以栅格为单元的局部区域；所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包均包括相应的地理数据索引文件和地理数据文件，其中地理数据文件以栅格为单元分图层存储栅格数据文件和矢量数据文件，所述图层至少包括高程图层、影像图层和矢量图层；地理数据索引文件用于记录各图层所对应的地理数据文件的索引信息，包含有栅格位置和相应地理数据文件在存储空间中的相对路径；所述地理数据增量包在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据包一致。
相应的，本发明还提出一种地图运行设备，包括处理器和程序存储器；其特征在于：所述程序存储器中的程序被处理器加载时依次执行上述机载数字地图局部数据增量更新方法的各个步骤。
相比现有技术，本发明具有以下优点：
基于局部更新的思想和图层覆盖机制，符合增量更新的技术要求，在保证数据一致性的基础上能够显著提高地图更新效率，操作简便。
基于本发明的优选方案，通过移动存储设备传输地图局部数据，机载数字地图能够自动校验和加载地图增量数据包，实现局部数据的快速更新。
基于本发明的优选方案，地图数据更新过程具有一定的错误恢复能力。
附图说明
图1为本发明一个实施例的流程示意图。
图2为新记录文件内容示例。
图3为地理数据增量包目录结构示例。
具体实施方式
以下结合附图和实施例详述本发明。
原始地理数据包包含主记录文件和原始地理数据目录。
主记录文件为地理数据索引文件，至少包含高程、影像和矢量三个图层，这三个图层都记录了图层名和所引用的地理数据文件路径。
原始地理数据目录存储具有统一空间参考系、按照统一比例尺分层的原始地理数据文件。
地理数据增量包包含新记录文件和新地理数据目录。
新记录文件为地理数据索引文件，记录各地理图层所对应的地理数据，文件名后缀为.increment，文件格式为XML，XML顶层标签为<increment>，次级标签为<evelation><image>和<feature>,分别表示高程、影像和矢量图层。次级标签均具有属性name和子标签<url>。属性name的内容为所引用地理数据文件的创建日期+消息摘要+栅格区域位置，其中创建日期为创建日期为8位字符串，消息摘要为40位字符串记录的sha1消息摘要。标签<url>的内容为所引用的文件的相对路径。
新地理数据目录存储栅格数据文件和矢量数据文件。栅格数据是带有地理坐标的图像，栅格数据文件为GeoTiff格式(例如，按照1：106的比例尺进行相应的标准分幅，将一幅地图划分为多个栅格区域)；矢量数据体现点、线、面及其拓扑关系，矢量数据文件为ESRIshapefile格式。所有数据文件在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据文件一致。
如图1所示，该机载数字地图局部数据增量更新方法包括以下步骤：
(1)将U盘插入到机载数字地图运行设备；
(2)从U盘中查找新记录文件，如果没有找到，则将原始记录文件复制到U盘，结束；
(3)备份原始记录文件；
(4)校验地图数据增量包：根据地理数据文件计算对应次级标签中的消息摘要，与地理数据索引文件中记录的消息摘要比较，如果不一致，则提示错误并记录日志；如果一致，执行(5)；
(5)从新数据记录文件中依次读取各个次级标签信息；根据次级标签信息中的栅格区域位置，确定原始数字地图中需要更新的栅格区域；
(6)将原始记录文件中记录的对应次级标签信息相比，判读当前读取的次级标签信息中的所引用地理数据文件的创建日期是否为最新，如果是，则执行(7)，如果否，则提示错误并记录日志；
(7)复制次级标签(图层)对应的地理数据文件，替换机载数字地图运行设备中存储的对应栅格区域的原始地理数据文件；
(8)更新地理数据索引文件到原始记录文件；
(9)遍历所有次级标签，结束。
以下以基于osgEarth地图渲染引擎的机载数字地图应用更新局部数据为例，说明本实施例的具体应用场景。
首先，制作地理数据增量包。新记录文件名为airport0.increment,包含高程、影像和矢量三个图层，其内容如图2所示。新地理数据目录名为airport0_increment，包含矢量数据文件airport0.shp、airport0.dbf、airport0.prj、airport0.qix、airport0.shx，栅格数据文件dem.tif、dom.tif。地理数据增量包目录结构如图3所示；
然后，为机载数字地图应用编写局部数据更新管理软件，实现如图1所示的更新流程；
最后，运行局部数据更新管理软件，插入带有地理数据增量包的U盘，完成机载数字地图局部数据更新。
该机载数字地图应用具有重建时间短、实时性高等特点。机载数字地图局部数据加载方法，借助地理图层叠加渲染和地理数据多比例尺分层存储等手段，实现了机载数字地图局部数据快速更新。

Claims (10)

1.一种机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于，包括：
1)获取地理数据增量包，所述地理数据增量包对应于数字地图以栅格为单元的局部区域；所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包均包括相应的地理数据索引文件和地理数据文件，其中地理数据文件以栅格为单元分图层存储栅格数据文件和矢量数据文件，所述图层至少包括高程图层、影像图层和矢量图层；地理数据索引文件用于记录各图层所对应的地理数据文件的索引信息，包含有栅格位置和相应地理数据文件在存储空间中的相对路径；所述地理数据增量包在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据包一致；地理数据增量包中的地理数据索引文件和地理数据文件以下分别简记为新索引文件和新数据文件；
2)读取地理数据增量包中的新索引文件，确定原始数字地图中需要更新的栅格区域；
3)根据新索引文件，按图层复制地理数据增量包中的新数据文件，替换地图运行设备中存储的对应栅格区域的原始地理数据文件；并更新地图运行设备中存储的地理数据索引文件；
4)遍历新索引文件中的所有图层，完成地图数据更新。
2.根据权利要求1所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：所述地理数据索引文件还包括所引用地理数据文件的创建日期；步骤2)读取地理数据增量包中的新索引文件是，对记录的创建日期进行比较判断；只有新索引文件记录的创建日期晚于原始地理数据索引文件中记录的创建日期，才执行后续步骤。
3.根据权利要求1或2所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：所述地理数据索引文件还包括消息摘要，用于校验本图层数据是否完整有效；步骤2)读取地理数据增量包中的新索引文件前，先根据地理数据增量包中的新数据文件计算对应图层的消息摘要，与新索引文件记录的消息摘要比较；如果一致，则表明地理数据增量包有效，才执行后续步骤。
4.根据权利要求1所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：步骤2)之前，先在地图运行设备相应的存储介质中备份原始地理数据索引文件。
5.根据权利要求1所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：地理数据增量包获取自移动存储介质。
6.根据权利要求5所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：若从所述移动存储介质并未获取到地理数据增量包，则复制原始地理数据索引文件存入所述移动存储介质。
7.根据权利要求1所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包的内容形式均分为记录文件和地理数据目录，其中：
所述记录文件为所述地理数据索引文件；所述新索引文件的文件名后缀为.increment，文件格式为XML，顶层标签为<increment>，三种次级标签为<evelation>、<image>和<feature>,分别表示高程、影像和矢量图层；每个次级标签均具有属性name和子标签<url>；其中属性name的内容为所引用地理数据文件的创建日期+消息摘要+栅格区域位置，子标签<url>的内容为所引用的地理数据文件在存储空间中的相对路径(存储地址)；
所述地理数据目录存储所述地理数据文件，与所述次级标签一一对应。
8.根据权利要求1所述的机载数字地图局部数据增量更新方法，其特征在于：所述栅格数据文件为GeoTiff格式，所述矢量数据文件为ESRI shapefile格式。
9.一种移动存储设备，其特征在于：存储有地理数据增量包，所述地理数据增量包仅对应于数字地图以栅格为单元的局部区域；所述数字地图的原始地理数据包和所述地理数据增量包均包括相应的地理数据索引文件和地理数据文件，其中地理数据文件以栅格为单元分图层存储栅格数据文件和矢量数据文件，所述图层至少包括高程图层、影像图层和矢量图层；地理数据索引文件用于记录各图层所对应的地理数据文件的索引信息，包含有栅格位置和相应地理数据文件在存储空间中的相对路径；所述地理数据增量包在空间参考系、比例尺和分层方式上与原始地理数据包一致。
10.一种地图运行设备，包括处理器和程序存储器；其特征在于：所述程序存储器中的程序被处理器加载时执行权利要求1至8任一所述的机载数字地图局部数据增量更新方法。
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