CN112307146B - Gis路线数据展示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种GIS路线数据展示方法，其特征在于包括以下步骤：制定网络编号规则；解析路线文件，根据网格编号规则分别对点、线、面进行图形切片；对图形切片的数据进行压缩；制定数据存储规则；基于数据存储规则将压缩后的数据储存至服务器，其中同一网格里面的点、线、面的图形切片数据存储在同一个切片文件中；查看地图时，根据当前地图屏幕范围对应的网格编号从服务器获取对应的切片文件的数据，解码后加载到地图上展示。本发明有效解决GIS路线展示加载问题。

Description

GIS路线数据展示系统及方法

技术领域

本发明涉及GIS的技术领域，具体涉及一种GIS路线数据展示系统及方法。

背景技术

目前公路工程项目勘察设计等类似项目中中，必须进行必要的基础数据采集，外业调查是其中的一项重要工作环节。在目前我国的勘察设计部门，进行外业数据的采集、管理等仍然采用的是传统的纸质地图表格调研方法。虽然这样的工作模式在外业数据采集上仍然在发挥着作用，但是存在效率较低、易于出错、数据后处理工作量大等弊端，跟不上建设项目勘测设计信息化发展的脚步，因此有必要将外业采集信息化。

外业采集信息化软件需要加载规划的路线数据、地图影像数据辅助采集，影像地图包括在线互联网地图如谷歌地图、百度地图、高德地图、Bing地图以及无人机、航拍影像图，不同地图之间地图数据比例尺、加密偏移算法都不一致，传统矢量地图栅格切片的方式无法满足不同类型地图叠加的需求。且由于路线数据跨度长，数据量大，非专业地图引擎加载及操作速度极慢。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种GIS路线数据展示系统及方法，解决GIS路线展示加载问题。

本发明提供了一种GIS路线数据展示方法，其特征在于包括以下步骤：

a.依据路线特点，制定合适的网格编号规则；保持单个网格内数据量不超过1M，最好<500KB；网格编号规则和路线数据密集程度有关，目前中普遍都是用的同一种规格切片，可结合实际需求调整切片规则；

b.解析路线文件，根据网格编号规则分别对点、线、面进行图形切片；

c.对图形切片的数据进行压缩；

d.制定数据存储规则；对相同渲染样式的数据进行合并，以对数据进行进一步压缩；

e.基于数据存储规则将压缩后的数据储存至服务器，其中同一网格里面的点、线、面的图形切片数据存储在同一个切片文件中；

f.查看地图时，根据当前地图屏幕范围对应的网格编号从服务器获取对应的切片文件的数据，解码后加载到地图上展示。

上述技术方案中，所述步骤b中，针对点数据直接计算其所在网格编号。

上述技术方案中，所述步骤b中，针对线数据，计算其外包矩形包含的网格，根据网格对路线进行裁剪。

上述技术方案中，所述步骤b中，将面数据拆分为外环线和内置面，再分别用网格对其分别进行裁剪；外环线的渲染方式即为原始面的边框渲染方式；内置面的填充方式为原始内置面填充方式，边框宽度为0，采用无边框渲染。

上述技术方案中，所述步骤c中，采用GeoHash地址编码方法对数据进行压缩，通过将数据的空间划分为网格，当划分的网格足够小时，无限逼近某一点的经纬度值，将二维的空间经纬度数据编码成一个字符串。

上述技术方案中，所述步骤e中具体包括以下步骤：

对所有路线中点、线、面进行网格切片处理后的数据，按照渲染方式对点、线、面数据进行合并；相同渲染方式的点、线、面数据合并成多点、多线、多面类型，点、线、面数据以GeoJson形式存储；将经过合并处理后的数据写入静态文件中，静态文件名为网格编号，存储于数据库；其中数据为分布式文件系统FastDFS。

本发明提供了一种GIS路线数据展示系统，包括客户端、服务端；服务端用于执行步骤a-d，并用于接收来自客户端的请求命令，并根据请求命令从数据库中调取对应的切片文件数据；客户端用于获取外部的请求命令，并将该请求命令发送至服务端，同时从服务端读取路线切片文件数据并进行渲染展示。

上述技术方案中，客户端包括移动端、桌面端和web端。

本发明适用于拥有路线分布比较均匀、路线样式种类少、数据连续跨度大这些特征的大体量GIS路线数据的展示，如地形图、路网。本发明采取的网格切片方案一般开源地图组件就可以支持，且图形对象按样式合并也可极大解决普通业务型地图引擎因对象多操作卡顿问题(项目中移动端、桌面端、云平台使用的不同语言的地图引擎，加载切片后数据性能表现良好)。因为保存的是原始经纬度数据，可以兼容多种类型地图数据，如谷歌、百度、高德，而栅格地图切片和矢量切片(经纬度转化为canvas)只能支持单地图，要支持多种地图需要重新切片。

本发明专利中Geohash算法本为空间检索设计，而其对经纬度的逼近编码，虽然牺牲了部分精度，但提供了非常好的压缩特性，在本项目中用于压缩的同时，对于是桩号的点，在展示之余，还可提供工点最近桩号检索功能。

普通地图引擎除了图形对象坐标数据外，还会附带很多属性信息，这部分信息占用内存数据量远大于坐标信息本身，而对象合并的方式可以极大减少图形对象个数，从而减少内存占用量，提高操作展示性能。

面状图形有外环线渲染和内置面填充两种方式，两种渲染方式不一致，如果直接进行切片，切片后的数据不好表示，分开切片，分为单一线渲染和面填充，解决面状图形切片的同时，线和面还可和其它图形对象合并(相同渲染样式的点、线、面可合并为一个对象展示)，进一步减少图形对象个数，提升操作展示性能。

本发明技术适用于拥有路线分布比较均匀、路线样式种类少、数据连续跨度大这些特征的大体量GIS路线数据的展示，如地形图、路网，拥有上面所述优点。

附图说明

图1是本发明流程示意图；

图2是具体实施例的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明提供了一种GIS路线数据展示方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：地图经纬度范围为[-180,-90 180,90],以(-180,-90)为坐标原点，经度-180到180为横轴，纬度-90到90为纵轴，以0.005经度*0.005纬度(大概500米*500米范围，范围越大，单个网格数据越大，网格加载渲染时间越慢)作为一个网格大小，(113.23671,38.11945)所在网格编号为58648，25624。单个网格范围大概和16级谷歌地图栅格切片范围相当。

步骤二：服务端解析路线数据，勘察设计路线数据中包含大量点、线、面，其中线数据范围跨度大，精度高，数据量较大，普通开源地图引擎直接加载资源耗费高，显示加载速度慢，操作卡顿(web浏览器广西某项目使用openlayers直接加载20M的KML数据内存占用达到1G以上，四川达州某项目KML数据达270M，完全无法加载)，因此不适合直接加载。本发明拟定将路线数据裁剪为一个个网格，客户端查看地图数据时只需要加载地图窗口中包含的网格路线数据即可，而不用加载全部数据，以此解决数据加载显示慢的问题。

点数据直接计算其所在网格编号；线数据，计算其外包矩形包含的网格，根据网格对路线进行裁剪；面数据因包含外环线渲染和内置面填充两种渲染方式，不能直接进行裁剪，需要拆分为外环线和内置面，再分别用网格对其分别进行裁剪，外环线的渲染方式即为原始面的边框渲染方式，内置面的填充方式为原始内置面填充方式，边框宽度为0，即无边框渲染。外环线渲染和内置面填充两种方式的渲染方式不一致，如果直接进行切片，切片后的数据不好表示；采用分开切片，分为单一线渲染和面填充，解决面状图形切片的同时，线和面还可和其它图形对象合并(相同渲染样式的点、线、面可合并为一个对象展示)，进一步减少图形对象个数，提升操作展示性能。

以直线为例，坐标为[[110.87805713,25.01160329],[110.88562911,25.02086245]]的线被网格拆分为5段：

网格(58176,23003)内的线坐标为[[110.87805713,25.01160329],[110.88,25.013979068091]]

网格(58177,23003)内的线坐标为[[110.88,25.013979068091],[110.8808349003577,25.015]]

网格(58177,23004)内的线坐标为[[110.8808349003577,25.015],[110.8849238133909,25.020]]

网格(58178,23004)内的线坐标为[[110.8849238133909,25.020],[110.885,25.020093162423]]

网格(58178,23005)内的线坐标为[[110.885,25.020093162423],[110.88562911,25.02086245]]

步骤三：

客户端浏览地图路线时数据需要从服务器加载，数据量大会影响加载速度，需要想办法尽量减少路线数据量。GeoHash是一种地址编码方法，它是一种分级的数据结构，把空间划分为网格，当划分的网格足够小时，就能无限逼近某一点的经纬度值，他能够把二维的空间经纬度数据编码成一个字符串。Geohash算法为空间检索设计，而其对经纬度的逼近编码，提供了非常好的压缩特性，在本专利中用于压缩的同时，对于是桩号的点，在展示之余，还可提供工点最近桩号检索功能。

本方法采用12位base32格式GeoHash编码对经纬度数据进行压缩,经度精确到3.8cm，纬度精确到1.9cm,完全满足勘察设计外业采采集中对坐标点的精度需求。经纬度(103.38214523,38.91437821)可转换为GeoHash格式wqct2s0sdtfd,数据压缩量50％。

步骤四：

对所有路线中点、线、面进行网格切片处理后，按照渲染方式对点、线、面数据进行合并，相同渲染方式的点、线、面数据合并成多点、多线、多面类型，点、线、面数据以GeoJson形式存储。普通地图引擎除了图形对象坐标数据外，还会附带很多属性信息，这部分信息占用内存数据量远大于坐标信息本身，而对象合并的方式可以极大减少图形对象个数，从而减少内存占用量，提高操作展示性能。最终经过合并处理后的数据写入静态文件中，静态文件名为网格编号，存储于分布式文件系统FastDFS中。文件格式如下：

在公司内部某勘察设计外业采集项目中273M的KML路线数据密集处切片单个文件大小约为230多KB。

步骤五：

客户端查看地图时，根据当前地图屏幕范围获取对应的网格编号，依据网格编号从FastDFS获取网格切片数据，对数据进行解码，加载显示到地图上，如图2所示。

本发明由客户端(包括移动端、桌面端、Web端)、服务端、FastDFS(数据库)几大部分组成。数据库位于客户端内部

服务端负责解析路线数据，并存储到FastDFS分布式文件数据库中，同时负责相应客户端请求。

使用人员通过客户端发送操作指令，选择要读取的地图区域。客户端从服务端读取路线切片文件数据并负责渲染展示。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (3)

1.一种GIS路线数据展示方法，其特征在于包括以下步骤：

a.依据路线特点，制定网络编号规则；

b.解析路线文件，根据网格编号规则分别对点、线、面进行图形切片；

c.对图形切片的数据进行压缩；

d.制定数据存储规则，对相同渲染样式的数据进行合并，以对数据进行进一步压缩；

e.基于数据存储规则将压缩后的数据储存至服务器，其中同一网格里面的点、线、面的图形切片数据存储在同一个切片文件中；

f.查看地图时，根据当前地图屏幕范围对应的网格编号从服务器获取对应的切片文件的数据，解码后加载到地图上展示；

所述步骤b中，针对点数据直接计算其所在网格编号；

所述步骤b中，针对线数据，计算其外包矩形包含的网格，根据网格对路线进行裁剪；

所述步骤b中，将面数据拆分为外环线和内置面，再分别用网格对其分别进行裁剪；外环线的渲染方式即为原始面的边框渲染方式；内置面的填充方式为原始内置面填充方式，边框宽度为0，采用无边框渲染；

所述步骤c中，采用GeoHash地址编码方法对数据进行压缩，通过将数据的空间划分为网格，当划分的网格足够小时，无限逼近某一点的经纬度值，将二维的空间经纬度数据编码成一个字符串；

所述步骤e中具体包括以下步骤：

对所有路线中点、线、面进行网格切片处理后的数据，按照渲染方式对点、线、面数据进行合并；相同渲染方式的点、线、面数据合并成多点、多线、多面类型，点、线、面数据以GeoJson形式存储；将经过合并处理后的数据写入静态文件中，静态文件名为网格编号，存储于数据库；其中数据为分布式文件系统FastDFS。

2.一种GIS路线数据展示系统，其特征在于包括客户端、服务端；服务端用于执行权利要求1中所述方法步骤，并用于接收来自客户端的请求命令，并根据请求命令从数据库中调取对应的切片文件数据；客户端用于获取外部的请求命令，并将该请求命令发送至服务端，同时从服务端读取路线切片文件数据并进行渲染展示。

3.基于权利要求2所述的GIS路线数据展示系统，其特征在于客户端包括移动端、桌面端和web端。