CN111913951B - 一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法 - Google Patents

Abstract

一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法，解决了地图瓦片的切片时间以及地图瓦片的存放空间，对地图切片数据进行自动存储，提高了切片存储效率；通过根据不同层级采用不同策略的方式，高效建立瓦片，极大缩短了发布地图可视化服务的时间周期，最小化用户响应时间。

Description

一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法

技术领域

本发明属于电力地理信息技术领域，具体涉及一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法。

背景技术

随着Internet技术的发展，互联网络地理信息系统成为当今地理信息系统(GIS)的热点。万维网地理信息系统的主要发展方向之一是多元数据访问，它要求在分布式网络中，空间数据能够达到开放，通过交换格式能够访问分布式网络中的任何数据。目前国内外的GIS基本采用两种地图生成技术，即栅格图形技术和矢量图形技术。

其中，栅格图形技术的缺点是无法将文本数据和几何表现形式分离，网络传输数据量大，交互性差，且生成栅格图形需要服务器端进行大量的计算，不利于GIS多元化多平台的发展和普及。

相比于栅格图形技术，矢量图形技术具有的优点为：矢量图形技术中采用的可升级矢量图形(SVG，Scalable Vector Graphic)是一个开放的二维矢量图形格式，是扩展标记语言XML的一个应用；SVG具有任意缩放性、文件尺寸小、易生成、易修改性、强交互性、文本独立性、超链接性、中立性、平台无关性等特点，因此在GIS中，将地理空间数据编码成SVG格式来进行空间技术存储、传输和表现，可有效地消除针对现有专有空间数据格式所产生的数据传播中的问题，此外，SVG中的图形元素具有动画功能，据此可以产生动画地图，使客户端用户面前的地图更具有表现力，因此将SVG用于GIS，具有非常重要的意义。

随着电网规模的不断发展，背景地图所占各类电网GIS系统的比例不断提高，已经发展到了相当大的规模。手工、纸质的地图已经无法满足“合理规划、科学管理、优质服务”的要求。在取得发展的同时，地图切片的技术也存在一定的问题。在地图切片的过程中常见的问题具体表现在以下几个方面，如：切片时间长、地图瓦片的存储容量不断增大、局部更新繁琐、地图瓦片发布周期长等问题。这些问题的存在给电网GIS系统更新背景地图造成了很大的困难。其次是地图数据处理入库成本居高不下。随着营配信息集成工作的开展，0.4kV低压设备的持续录入，对各个供电局所在城区的地图精度和地图详细程度都提出了更高的要求。同时，在GIS系统的建设过程中，还存在着个别地市无高精度矢量地图、无高分辨率影像的问题急需解决。

并且，传统的矢量数据的网络传输是通过客户端软件的下载模块将服务器端的矢量数据一次性下载到客户端，然后再打开使用。随着GIS应用和Web GIS的快速发展，矢量数据的数据量不断增大，传统的矢量数据传输方式在有限的网络带宽下，需要耗费较长的时间，用户体验极其不佳。

发明内容

为了克服技术瓶颈，本发明提出了一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法，包括以下步骤：

需求接收步骤，客户端发送电网地图业务请求，其中，所述电网地图中叠加有电网数据；

判断步骤，判断基础数据库中是否存在所请求的地图瓦片数据，若全部存在，则进入搜索步骤；否则，则进入切片步骤；

搜索步骤，为所述业务请求确定搜索服务器；所述搜索服务器根据业务请求中的坐标范围或者指定固定层级、列、行的地图数据到基础数据库中搜索数据，进入提供步骤；

切片步骤，对所述矢量地图中所述业务请求所对应的区域进行地图切片，将地图切割成不同等级的固定像素的瓦片；为已经切片好的地图数据建立索引目录，将导出的地图切片数据按照地图切片数据的级别、行号、列号的方式为切片数据建立目录索引；

存储步骤，根据不同图层，将切片好的地图数据选择不同的基础数据库进行数据存储；

提供步骤，响应于电网地图业务请求，传输电网地图矢量数据至客户端；

渲染步骤，渲染电网地图矢量数据后绘制到客户端。

本发明的有益效果包括：首先，解决了地图瓦片的切片时间以及地图瓦片的存放空间，对地图切片数据进行自动存储，提高了切片存储效率；为地图切片数据建立索引目录，方便客户的浏览和查询，提高地图响应速度。其次，本发明构建瓦片效率高。在物理上跳过了传统的构建影像金字塔步骤，直接通过根据不同层级采用不同策略的方式，高效建立瓦片，极大缩短了发布地图可视化服务的时间周期。再次，使用负载平衡处理实现高效的负载平衡来最大化群集地理信息系统中的服务器的性能，并且在将搜索结果发送到用户之前，将特征点发送到用户，可以最小化用户响应时间。最后，特殊的存储方法，使得如果事件数据发生改变，允许仅改变和编辑瓦片的属性数据而不需要重新形成新的瓦片数据，节约流程且提高效率。

附图说明

图1本发明的方法流程图

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图参考实施例的描述，对本发明的方法和系统进行进一步的说明。

为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在实施例中，不详细描述公知的方法、过程、组件，以免不必要地使实施例繁琐。

参见图1所示，本发明提供了一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法，包括以下步骤：

需求接收步骤，客户端发送电网地图业务请求，其中，所述电网地图中叠加有电网数据；

判断步骤，判断基础数据库中是否存在所请求的地图瓦片数据，若全部存在，则进入搜索步骤；否则，则进入切片步骤；

搜索步骤，为所述业务请求确定搜索服务器；所述搜索服务器根据业务请求中的坐标范围或者指定固定层级、列、行的地图数据到基础数据库中搜索数据，进入提供步骤；

切片步骤，对所述矢量地图中所述业务请求所对应的区域进行地图切片，将地图切割成不同等级的固定像素的瓦片；为已经切片好的地图数据建立索引目录，将导出的地图切片数据按照地图切片数据的级别、行号、列号的方式为切片数据建立目录索引；

存储步骤，根据不同图层，将切片好的地图数据选择不同的基础数据库进行数据存储；

提供步骤，响应于电网地图业务请求，传输电网地图矢量数据至客户端；

渲染步骤，渲染电网地图矢量数据后绘制到客户端；

其中，所述搜索步骤，具体包括：

步骤a，将所述业务请求传送至负载平衡处理器并且允许所述负载平衡处理器将所述请求传送到选择的搜索服务器；

步骤b，由所述选择的搜索服务器处理业务请求，生成搜索结果；

步骤c，在将搜索结果发送到客户端之前，提取搜索结果中的各个瓦片的特征点，将所提取的特征点发送到客户端以最小化客户端响应时间；

其中，步骤a具体包括：

步骤a-1，计算各个瓦片的希尔伯特值(Hilbert value)，将希尔伯特值一维地映射到瓦片中，对映射后的瓦片进行排序，将排序后的瓦片按搜索服务器的数量进行划分，并构建映射表；

步骤a-2，获得与所述业务请求的区域相对应的瓦片；

步骤a-3，选择正在对与业务请求区域相邻的区域执行处理的搜索服务器；

步骤a-4，确定负载均衡信息选择的搜索服务器的请求处理次数是否大于阈值；

步骤a-5，如果请求处理次数小于阈值，则将所述业务请求发送到选择的搜索服务器进行处理；如果请求处理次数大于阈值，重复所述步骤a-3和步骤a-4，选择符合条件的正在处理其他区域的搜索服务器，则将所述业务请求发送到选择的搜索服务器进行处理；

其中，所述切片步骤，对所述矢量地图中所述业务请求所对应的区域进行地图切片，将地图切割成不同等级的固定像素的瓦片，具体包括：

步骤1，为瓦片所需最高分辨率定义基本级单元尺寸；

步骤2，依次为较低等级的分辨率的瓦片定义对应的较低分辨率的单元尺寸，其中每一级较低分辨率的单元尺寸是其上级单元尺寸的整数倍；

步骤3，以最高分辨率对矢量地图数据进行采样；

步骤4，将最高分辨率采样的地图单元数据存储在基本级别的瓦片中；

步骤5，以一个或多个较低分辨率对矢量地图数据进行采样；

步骤6，将以一个或多个较低分辨率采样的地图单元数据分别存储在对应多个分辨率尺寸的瓦片中；

步骤7，将各等级瓦片的属性关联存储在属性文件中，其中，属性包括事件数据，所述事件数据与特定时间标记相关联，所述事件数据包括在不同时间点的相同地理位置的数据，其中，对事件数据的改变将作为具有新时间标记的新数据被存储，由此，如果事件数据发生改变，允许仅改变和编辑瓦片的属性数据而不需要重新形成新的瓦片数据。

优选地，其中，所述步骤c，在将搜索结果发送到客户端之前，提取搜索结果中的各个瓦片的特征点，将所提取的特征点发送到客户端以最小化客户端响应时间，具体包括：

(c-1)确定客户端请求的区域是否被高速缓存；

(c-2)如果该区域被高速缓存，从高速缓存读取并输出该区域，选择特征点，将所选择的特征点插入地图矢量数据优先级顺序队列中，进入(c-3)；否则，直接进入(c-3)；

(c-3)将当前地图矢量数据优先级顺序队列渐进发送到客户端。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：首先，解决了地图瓦片的切片时间以及地图瓦片的存放空间，对地图切片数据进行自动存储，提高了切片存储效率；为地图切片数据建立索引目录，方便客户的浏览和查询，提高地图响应速度。其次，本发明构建瓦片效率高。在物理上跳过了传统的构建影像金字塔步骤，直接通过根据不同层级采用不同策略的方式，高效建立瓦片，极大缩短了发布地图可视化服务的时间周期。再次，使用负载平衡处理实现高效的负载平衡来最大化群集地理信息系统中的服务器的性能，并且在将搜索结果发送到用户之前，将特征点发送到用户，可以最小化用户响应时间。最后，特殊的存储方法，使得如果事件数据发生改变，允许仅改变和编辑瓦片的属性数据而不需要重新形成新的瓦片数据，节约流程且提高效率。

这里只说明了本发明的优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。

Claims (2)

1.一种叠加电网数据的地图矢量数据切片方法，其特征在于，包括以下步骤：

需求接收步骤，客户端发送电网地图业务请求，其中，所述电网地图中叠加有电网数据；

判断步骤，判断基础数据库中是否存在所请求的地图瓦片数据，若全部存在，则进入搜索步骤；否则，则进入切片步骤；

搜索步骤，为所述业务请求确定搜索服务器；所述搜索服务器根据业务请求中的坐标范围或者指定固定层级、列、行的地图数据到基础数据库中搜索数据，进入提供步骤；

切片步骤，对所述矢量地图中所述业务请求所对应的区域进行地图切片，将地图切割成不同等级的固定像素的瓦片；为已经切片好的地图数据建立索引目录，将导出的地图切片数据按照地图切片数据的级别、行号、列号的方式为切片数据建立目录索引；

存储步骤，根据不同图层，将切片好的地图数据选择不同的基础数据库进行数据存储；

提供步骤，响应于电网地图业务请求，传输电网地图矢量数据至客户端；

渲染步骤，渲染电网地图矢量数据后绘制到客户端；

其中，所述搜索步骤，具体包括：

步骤a，将所述业务请求传送至负载平衡处理器并且允许所述负载平衡处理器将所述请求传送到选择的搜索服务器；

步骤b，由所述选择的搜索服务器处理业务请求，生成搜索结果；

步骤c，在将搜索结果发送到客户端之前，提取搜索结果中的各个瓦片的特征点，将所提取的特征点发送到客户端以最小化客户端响应时间；

其中，步骤a具体包括：

步骤a-1，计算各个瓦片的希尔伯特值，将希尔伯特值一维地映射到瓦片中，对映射后的瓦片进行排序，将排序后的瓦片按搜索服务器的数量进行划分，并构建映射表；

步骤a-2，获得与所述业务请求的区域相对应的瓦片；

步骤a-3，选择正在对与业务请求区域相邻的区域执行处理的搜索服务器；

步骤a-4，确定负载均衡信息选择的搜索服务器的请求处理次数是否大于阈值；

步骤a-5，如果请求处理次数小于阈值，则将所述业务请求发送到选择的搜索服务器进行处理；如果请求处理次数大于阈值，重复所述步骤a-3和步骤a-4，选择符合条件的正在处理其他区域的搜索服务器，则将所述业务请求发送到选择的搜索服务器进行处理；

其中，所述切片步骤，对所述矢量地图中所述业务请求所对应的区域进行地图切片，将地图切割成不同等级的固定像素的瓦片，具体包括：

步骤1，为瓦片所需最高分辨率定义基本级单元尺寸；

步骤2，依次为较低等级的分辨率的瓦片定义对应的较低分辨率的单元尺寸，其中每一级较低分辨率的单元尺寸是其上级单元尺寸的整数倍；

步骤3，以最高分辨率对矢量地图数据进行采样；

步骤4，将最高分辨率采样的地图单元数据存储在基本级别的瓦片中；

步骤5，以一个或多个较低分辨率对矢量地图数据进行采样；

步骤6，将以一个或多个较低分辨率采样的地图单元数据分别存储在对应多个分辨率尺寸的瓦片中；

步骤7，将各等级瓦片的属性关联存储在属性文件中，其中，属性包括事件数据，所述事件数据与特定时间标记相关联，所述事件数据包括在不同时间点的相同地理位置的数据，其中，对事件数据的改变将作为具有新时间标记的新数据被存储，由此，如果事件数据发生改变，允许仅改变和编辑瓦片的属性数据而不需要重新形成新的瓦片数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c，在将搜索结果发送到客户端之前，提取搜索结果中的各个瓦片的特征点，将所提取的特征点发送到客户端以最小化客户端响应时间，具体包括：

(c-1)确定客户端请求的区域是否被高速缓存；

(c-2)如果该区域被高速缓存，从高速缓存读取并输出该区域，选择特征点，将所选择的特征点插入地图矢量数据优先级顺序队列中，进入(c-3)；否则，直接进入(c-3)；

(c-3)将当前地图矢量数据优先级顺序队列渐进发送到客户端。