CN112100123A - 一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法 - Google Patents

一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法。它包括如下步骤，步骤一：Web前端将待展示的CAD文件上传至服务器；步骤二：服务端保存数据、并打开CAD文件；步骤三：获取要素数量和服务器核心数；步骤四：根据要素唯一标识符构建多个子任务信息；步骤五：根据服务端核心数启动多个子进程，循环执行子任务，直至所有任务都处理转换成对应的Json文件；步骤六：将所有转换后的Json文件返回给前端；步骤七：前端通过得到的Json文件进行可视化展示。本发明具有提高后台数据处理效率、降低前端绘制渲染压力、灵活、实用、适用性强，保证大数据量CAD文件在Web前端更加流畅的绘制与展现的优点。

Description

一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法
技术领域
本发明涉及于Web前端可视化技术领域，更具体地说它是一种，可应用于涉及空间数据管理与展示的各类行业的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，为高性能地理空间计算技术。
背景技术
现有关于Web前端进行CAD文件可视化的方法主要分两类：第一类是基于浏览器插件的方式，通常是OCX插件进行CAD文件的解析与展示，这种方法大多只支持IE浏览器，并且需要用户额外安装插件。第二类是将CAD文件上传到后台进行解析，然后返回通用格式给前端进行展示，例如专利《一种WEB前端实时浏览CAD文件的方法及系统》、《一种在WEB前端无插件展示CAD图纸的方法及装置》等。
第二类方法相较于第一类方法，可兼容目前所有主流的浏览器、操作平台和系统，易于开发、推广。但对于大数据量CAD文件，往往受到网络传输的限制，并且后台计算能力没有得到有效利用，因而难以适用于大数据量CAD文件的Web前端展示。
现有公开号为CN110968944A，专利名称为《在Web前端展示并操作CAD图纸的方法》，其主要解决Web前端绘制方法的问题，以及提供前端对CAD进行在线编辑的方案。
现有公开号为CN102298796A，专利名称为《大数据量CAD模型实时绘制方法》，其为在桌面端系统中进行数据的展现，通过不同显示级别下对模型进行简化处理。
现有公开号为CN107239266A，专利名称为《一种在WEB前端无插件展示CAD图纸的方法及装置》，其解决的技术问题为WEB前端需要安装CAD插件、无法兼容所有浏览器、操作平台和系统等缺陷。
现有技术存在如下缺点：
1)现有方法没有考虑大数据量CAD后台转换成通用格式后，在前后台传输过程中的文件大小限制。
2)现有方法在进行CAD文件转换时，没有充分利用并行计算资源，导致CAD文件处理效率低、计算资源利用率低的技术缺陷。
因此，现亟需开发一种在前后台传输过程中减少文件大小限制、且充分利用并行计算资源的Web前端进行CAD文件可视化的方法。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，减少网络传输时的文件大小限制，提高后台数据处理效率、降低前端绘制渲染压力、灵活、实用、适用性强，保证大数据量CAD文件在Web前端更加流畅的绘制与展现。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：Web前端将待展示的CAD文件上传至服务器；
步骤二：服务端保存数据、并打开CAD文件；
步骤三：获取要素数量和服务器核心数；
步骤四：根据要素唯一标识符构建多个子任务信息；
步骤五：根据服务端核心数启动多个子进程，循环执行子任务，直至所有任务都处理转换成对应的Json文件；
步骤六：将所有转换后的Json文件返回给前端；
步骤七：前端通过得到的Json文件进行可视化展示。
在上述技术方案中，在步骤一中，获取在WEB前端中选择的CAD文件和数据分层数n，通过FormData对象将CAD文件和分层数n发送到服务器端。
在上述技术方案中，在步骤二中，服务端接收WEB前端传输的CAD文件和分层数n，并在服务器指定路径保存CAD文件，通过调用ArcGIS的IWorkspaceFactory接口连接CAD数据所在的空间数据库，然后调用ArcGIS的IFeatureWorkspace接口，以CadWorkspaceFactoryClass实现类的方式打开CAD文件中的图层。
在上述技术方案中，在步骤三中，调用ArcGIS的FeatureCount接口获取待处理图层中的要素数量，并通过.NET框架下的Environment对象获取服务端核心数t。
在上述技术方案中，在步骤四中，通过要素的唯一标识符FID将要素分解成n个要素集合，通过FID最大最小值确定每个要素集合的FID范围，每个集合中的要素FID都在其特定范围内。
在上述技术方案中，在步骤四中，生成n个CAD数据处理子任务，每个任务的信息包括步骤S2中获取的待处理数据所在的空间数据库、待处理图层名、步骤四中获得的FID范围和任务执行状态标识符State；执行状态标识符State的取值有0、1、2，其中0表示任务未执行，1表示任务正在执行，2表示任务已经执行完成并生成了结果；n个子任务的所有信息通过序列化的方式存储成一个文本txtInfo。
在上述技术方案中，在步骤五中，启动t个子进程，子进程以独占方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务状态；
如果能够找到一个任务状态为0的任务m，则子进程将任务m的执行状态设置为1，并释放对文本txtInfo的独占；子进程根据要素FID范围读取要素并将其存储为json文件，子进程以独占方式读取文本txtInfo，并将任务m的执行状态设置为2，保存文本并退出独占。
在上述技术方案中，在步骤五中，主进程以非独占的方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务的执行状态；
如果所有子任务的执行状态都为2，则进行步骤六；
反之则主线程休眠1秒，之后再遍历所有子任务的执行状态。
在上述技术方案中，在步骤六中，将所有json文件的访问链接封装成一个json对象，并返回给WEB前端。
在上述技术方案中，在步骤七中，WEB前端根据服务端返回的json对象解析出所有的结果json文件的链接，并逐个通过链接请求的方式获取json数据内容，进行图形绘制。
本发明具有如下优点：
(1)高效；本发明采用多进程技术并行执行各个子任务，提高了并行计算资源利用率，实现了大数据量CAD文件处理的并行加速，提高了数据转换的处理效率；
(2)实用；本发明中分层后的多个Json文件能较好减少网络传输时的文件大小限制，同时，前端根据返回的Json文件对图件进行分层绘制，通过控制各层数据的可见性，降低了前端绘制与渲染的压力。
本发明将CAD解析放到服务器端，降低前端文件读取与解析压力，服务端采用多进程并发的方式进行数据解析，提高数据解析效率；且本发明通过分层方式，解决了网络传输时文件过大导致的延迟问题，并降低了前端绘制与渲染压力，支持大数据量情况下的CAD文件展示。
本发明主要解决大数据量CAD文件在前端展示的问题；本发明属于B/S架构下的WEB前端绘制，通过将模型进行重新分组编排，并合理调度，最终完成绘制。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明实施例所使用的大数据量CAD文件示意图。
图3为本发明实施例所得到的前端绘制结果示意图。
图4为图2的A处放大图。
图5为图3的A处放大图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：Web前端将待展示的CAD文件上传至服务器；
步骤二：服务端保存数据、并打开CAD文件；
步骤三：获取要素数量和服务器核心数；
步骤四：根据要素唯一标识符构建多个子任务信息；
步骤五：根据服务端核心数启动多个子进程，循环执行子任务，直至所有任务都处理转换成对应的Json文件；
步骤六：将所有转换后的Json文件返回给前端；
步骤七：前端通过得到的Json文件进行可视化展示(如图1所示)。
进一步地，在步骤一中，获取在WEB前端中选择的CAD文件和数据分层数n(n为正整数)，通过FormData对象将CAD文件和分层数n(n为正整数)发送到服务器端。
进一步地，在步骤二中，服务端接收WEB前端传输的CAD文件和分层数n(n为正整数)，并在服务器指定路径保存CAD文件，通过调用ArcGIS的IWorkspaceFactory接口连接CAD数据所在的空间数据库，然后调用ArcGIS的IFeatureWorkspace接口，以CadWorkspaceFactoryClass实现类的方式打开CAD文件中的图层。
进一步地，在步骤三中，调用ArcGIS的FeatureCount接口获取待处理图层中的要素数量，并通过.NET框架下的Environment对象获取服务端核心数t(t为正整数)。
更进一步地，在步骤四中，通过要素的唯一标识符FID将要素分解成n(n为正整数)个要素集合，通过FID最大最小值确定每个要素集合的FID范围，每个集合中的要素FID都在其特定范围(即通过FID最大最小值确定每个要素集合的FID范围)内。
更进一步地，在步骤四中，生成n(n为正整数)个CAD数据处理子任务，每个任务的信息包括步骤S2中获取的待处理数据所在的空间数据库、待处理图层名、步骤四中获得的FID范围和任务执行状态标识符State；执行状态标识符State的取值有0、1、2，其中0表示任务未执行，1表示任务正在执行，2表示任务已经执行完成并生成了结果；n(n为正整数)个子任务的所有信息通过序列化的方式存储成一个文本txtInfo。
更进一步地，在步骤五中，启动t(t为正整数)个子进程，子进程以独占方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务状态；
如果能够找到一个任务状态为0的任务m，则子进程将任务m的执行状态设置为1，并释放对文本txtInfo的独占；子进程根据要素FID范围读取要素并将其存储为json文件，子进程以独占方式读取文本txtInfo，并将任务m的执行状态设置为2，保存文本并退出独占。
更进一步地，在步骤五中，主进程以非独占的方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务的执行状态；
如果所有子任务的执行状态都为2，则进行步骤六；
反之则主线程休眠1秒，之后再遍历所有子任务的执行状态。
更进一步地，在步骤六中，将所有json文件的访问链接封装成一个json对象，并返回给WEB前端。
更进一步地，在步骤七中，WEB前端根据服务端返回的json对象解析出所有的结果json文件的链接，并逐个通过链接请求的方式获取json数据内容，进行图形绘制(如图1所示)。
为了能够更加清楚的说明本发明所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：
Figure BDA0002657495690000061
Figure BDA0002657495690000071
由上表可知，本发明所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法与现有技术相比，兼容性好，解决了大文件传输过程中的绘制延迟问题，降低了Web前端绘制与渲染压力，计算资源利用率高，实用性强。
实施例
现以本发明应用于某流域河流线数据AD文件的Web前端分层展示为实施例对本发明进行详细说明，对本发明应用于其他大数据量CAD文件的Web前端分层展示同样具有指导作用。
本实施例采用的一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法的流程图如图1所示，本实施例使用某流域河流线数据作为示例数据，如图2、图4所示(图2为本实施例的原始数据，图2、4可以看出，本实施例数据量大)，其存储于CAD文件CJRiver.DWG中，河流条数为10767个，分层数设置为50，服务器核心数为8。
本实施Web前端分层展示某流域河流线数据量CAD文件的方法，具体步骤如下：
1)在浏览器中选择CAD文件CJRiver.DWG，并设置分层数为50，进行上传操作；
2)服务端接收传输的CAD文件和分层数50，并在服务器指定路径下保存文件为CJRiver_e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.DWG，其中命名规则是“原名称+下横线+GUID标识”，通过ArcGIS的IWorkspaceFactory、IFeatureWorkspace、CadWorkspaceFactoryClass等接口打开CAD文件，并通过FeatureCount接口读取要素数量为10767个；通过.NET框架下的Environment对象获取服务端核心数为8；
3)将要素分解成50个集合，计算每个集合中FID的范围为10767/50＝215.34，取整得到每个要素集合的FID范围为216，则第i个要素集合的FID范围为210×(i-1)<FID≤216×i，其中1≤i≤50，且为整数；
4)生成50个CAD数据处理子任务，每个任务的信息包括CAD文件路径、待处理图层名、FID范围和任务执行状态标识符State；执行状态标识符State的取值有0、1、2，其中0表示任务未执行，1表示任务正在执行，2表示任务已经执行完成并生成了结果；n个子任务的所有信息通过序列化的方式存储成一个文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt，其中文件名为一个唯一生成的GUID；
5)启动8个子进程，子进程以独占方式读取文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt，遍历所有子任务状态；
6)如果能够找到一个任务状态为0的任务m，则转至步骤S9；反之则转至步骤S8；
7)子进程释放对文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt的独占，并将子进程退出；
8)子进程将任务m的执行状态设置为1，并释放对文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt的独占；
9)子进程根据要素FID范围读取要素并将其存储为e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09_n.json文件,其中n为当前任务的编号，子进程以独占方式读取文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt，并将任务m的执行状态设置为2，保存文本并退出独占；转至步骤S7；
10)主进程以非独占的方式读取文本e0a953c3ee6040eaa9fae2b667060e09.txt，遍历所有子任务的执行状态；
11)如果所有子任务的执行状态都为2，则跳转至步骤S14；反之则跳转至步骤S13；
12)主线程休眠1秒，之后跳转至步骤S11；
13)将所有json文件的访问链接封装成一个json对象，并返回给WEB前端；
14)WEB前端根据服务端返回的json对象解析出所有的结果json文件的链接，并逐个通过链接请求的方式获取json数据内容，进行图形绘制；为了便于说明，这里以互不相同的线型对各个层的图形进行绘制，如附图3、图5所示(图3为本实施例将图2分层展示于Web前端的效果图，图3、5可以看出，本实施例数据量大)。
结论：本实施例采用本发明所述的一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，能够提高并行计算资源利用率，实现了大数据量CAD文件处理的并行加速，提高了数据转换的处理效率；同时，前端根据返回的Json文件对图件进行分层绘制，通过控制各层数据的可见性，降低了前端绘制与渲染的压力。
对上述出现的程序名称进行如下解释：
1、Web(World Wide Web)即全球广域网，也称为万维网，它是一种基于超文本和HTTP的、全球性的、动态交互的、跨平台的分布式图形信息系统。是建立在Internet上的一种网络服务，为浏览者在Internet上查找和浏览信息提供了图形化的、易于访问的直观界面。
2、CAD(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
3、Json(JavaScript Object Notation,JS对象简谱)是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript(欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。
4、FormData是Ajax 2.0对象用以将数据编译成键值对，以便于XMLHttpRequest来发送数据。XMLHttpRequest Level 2提供的一个接口对象，可以使用该对象来模拟和处理表单并方便的进行文件上传操作。
5、ArcGIS是“计算机制图”应用，bai包含了全球范du围内的底图、zhi地图数据、应用程序，以及可配dao置的应用模板和开发人员使用的GIS工具和API，可用于创建Web地图、发布GIS服务、共享地图、数据和应用程序，以及管理组织的内容和多个用户。
6、IWorkspaceFactory接口提供访问工作空间的通用属性和方法,如它的连接属性,以及包含的数据集的方法。
7、IFeatureWorkspace接口提供创建和打开各种数据集和其他workspace级别对象的成员，用于访问和管理地理数据库中的要素的重要成分—数据集。
8、CadWorkspaceFactoryClass接口提供创建和打开CAD数据集。
9、FeatureCount接口用于获取数据集中要素总数量。
10.NET是微软当代的操作平台，它允许人们在其上构建各种应用方式，使人们尽可能通过简单的方式，多样化地、最大限度地从网站获取信息，解决网站之间的协同工作，并打破计算机、设备、网站、各大机构和工业界间的障碍－－即所谓的“数字孤岛”，从而实现因特网的全部潜能，搭建起第三代互联网平台。后缀为net是网络服务公司，为个人或商业提供服务。
11、Environment，用来表示整个应用运行时的环境。
12、FID(File Investigator Internal Database)为一种数据文件。
13、txtInfo是一种文件格式。
14、GUID((GUID，Globally Unique Identifier，全局唯一标识符)是一种由算法生成的二进制长度为128位的数字标识符。GUID主要用于在拥有多个节点、多台计算机的网络或系统中。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (10)

1.一种Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：Web前端将待展示的CAD文件上传至服务器；
步骤二：服务端保存数据、并打开CAD文件；
步骤三：获取要素数量和服务器核心数；
步骤四：根据要素唯一标识符构建多个子任务信息；
步骤五：根据服务端核心数启动多个子进程，循环执行子任务，直至所有任务都处理转换成对应的Json文件；
步骤六：将所有转换后的Json文件返回给前端；
步骤七：前端通过得到的Json文件进行可视化展示。
2.根据权利要求1所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤一中，获取在WEB前端中选择的CAD文件和数据分层数n，通过FormData对象将CAD文件和分层数n发送到服务器端。
3.根据权利要求2所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤二中，服务端接收WEB前端传输的CAD文件和分层数n并在服务器指定路径保存CAD文件，通过调用ArcGIS的IWorkspaceFactory接口连接CAD数据所在的空间数据库，然后调用ArcGIS的IFeatureWorkspace接口，以CadWorkspaceFactoryClass实现类的方式打开CAD文件中的图层。
4.根据权利要求3所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤三中，调用ArcGIS的FeatureCount接口获取待处理图层中的要素数量，并通过.NET框架下的Environment对象获取服务端核心数t。
5.根据权利要求4所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤四中，通过要素的唯一标识符FID将要素分解成n个要素集合，通过FID最大最小值确定每个要素集合的FID范围，每个集合中的要素FID都在其特定范围内。
6.根据权利要求5所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤四中，生成n个CAD数据处理子任务，每个任务的信息包括步骤S2中获取的待处理数据所在的空间数据库、待处理图层名、步骤四中获得的FID范围和任务执行状态标识符State；执行状态标识符State的取值有0、1、2，其中0表示任务未执行，1表示任务正在执行，2表示任务已经执行完成并生成了结果；n个子任务的所有信息通过序列化的方式存储成一个文本txtInfo。
7.根据权利要求6所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤五中，启动t个子进程，子进程以独占方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务状态；
当能够找到一个任务状态为0的任务m，则子进程将任务m的执行状态设置为1，并释放对文本txtInfo的独占；子进程根据要素FID范围读取要素并将其存储为json文件，子进程以独占方式读取文本txtInfo，并将任务m的执行状态设置为2，保存文本并退出独占。
8.根据权利要求7所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤五中，主进程以非独占的方式读取文本txtInfo，遍历所有子任务的执行状态；
当所有子任务的执行状态都为2，则进行步骤六；
反之则主线程休眠1秒，之后再遍历所有子任务的执行状态。
9.根据权利要求8所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤六中，将所有json文件的访问链接封装成一个json对象，并返回给WEB前端。
10.根据权利要求9所述的Web前端分层展示大数据量CAD文件的方法，其特征在于：在步骤七中，WEB前端根据服务端返回的json对象解析出所有的结果json文件的链接，并逐个通过链接请求的方式获取json数据内容，进行图形绘制。
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