CN112732851B - 匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法、系统及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法、系统及介质，其中方法包括以下步骤：规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的配置文件并加载该矢量图层数据到地图上，缩放两种地图，矢量图层数据在两种地图的相同地图瓦片层级下可视状态保持一致。本发明通过配置相同参数，实现控制二维和三维地图中相同矢量图层在相同地图层级间达到可视状态一致性的效果。

Description

匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及二三维数据可视化及数据图层控制领域，更具体地，涉及一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法、系统及介质。
背景技术
在地图应用软件中，地图瓦片层级的划分是依据地图瓦片单张比例尺的不同值个数进行划分，地图矢量图层数据基数一般在千百以上，在城市比例尺甚至省级比例尺下一般将此时不需要显示的矢量图层数据进行隐藏。其中，在二维和三维的地图中计算当前屏幕范围内地图瓦片层级的方式不同：
二维地图中一般使用其开源地图库中的zoom和resolution进行当前地图瓦片层级计算，同一屏幕内所有地图瓦片层级相同(见附图7)，而三维地图中由于球体与投影的区别，同一屏幕内所有瓦片层级不相同(见附图8)，两者维度概念不同，因此同一图层无法在两种维度地图中的相同地图瓦片层级内保持可视状态一致。
现有技术中，对于上述问题的解决办法一般是使用控制屏幕四角坐标值相同来控制二维和三维地图间的平移联动和缩放联动，但是，由于三维地图会重新计算最适包络矩形，无法在所有地图层级中与二维地图保持相同的屏幕四角坐标范围(见附图9)，故使用控制屏幕四角坐标值来控制二维和三维地图间联动时，三维地图显示范围不准确，无法保持两种维度地图中矢量图层可视状态的完全一致性。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法、系统及介质，用于解决二维地图与三维地图由于维度不同而导致矢量图层可视状态无法保持一致性的问题。
本发明采取的技术方案是，一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法，包括以下步骤：
规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上，缩放两种地图，矢量图层数据在两种地图的相同地图瓦片层级下可视状态保持一致。
进一步的，所述的规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置步骤中，所述通用配置中所有属性二维地图和三维地图均可通用，具体可包括矢量图层数据类型、颜色、线宽、标注、字体、地址、图标、地图瓦片层级等属性，其中使用near和far属性控制二维和三维地图相同地图瓦片层级某个区间内该矢量图层数据的可视状态，其中near属性表示矢量图层数据能被显示的最大地图瓦片层级，far属性表示矢量图层数据能被显示的最小地图瓦片层级。
在现有地图软件中，二维和三维的地图中计算当前屏幕范围内地图瓦片层级的方式不同：二维地图中用zoom和resolution进行当前地图瓦片层级计算，同一屏幕内所有地图瓦片层级相同，而三维中由于球体与投影的区别，同一屏幕内所有瓦片层级不相同，两者维度概念不同，同一图层要用相同配置实现在两种地图相同地图瓦片层级内可视状态一致需要转换成用相同维度单位去表示。本发明中，二维地图中，根据其开源库特性，确认矢量图层的可视状态变化与二维地图瓦片层级变化关联；在三维地图中，要将矢量图层的可视状态变化与三维地图相机高度变化的关联转变为与三维地图瓦片层级变化的关联，即问题转变成找出三维地图相机高度变化和地图瓦片层级变化的对应关系：以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系，通过控制矢量图层在三维地图中随相机高度变化时可视状态的变化来实现在三维地图中心重点关注区域地图瓦片层级改变时矢量图层的可视状态的改变，才能与在二维地图相同地图瓦片层级改变时其可视状态的改变保持一致。在配置中表现为near和far两个相同的参数同时设定了矢量图层在不同地图中的可视地图瓦片层级区间，二维地图地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化这一规则不变，三维地图中实际控制矢量图层可视状态变化的参数为三维地图相机高度的变化。
进一步的，所述的拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系，具体步骤包括：
定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的一定范围的区域为地图关注重点区域；
定义二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的拟合曲线。
在三维地图中，相机倾角垂直于地球切面时，屏幕内所有瓦片层级不相同。地图应用系统中由于前端面板阻挡和数据加载后居中特性，地图关注重点区域只有一部分，即屏幕范围中地图的中心及外扩的一定范围，屏幕边沿没有数据不作讨论，因此可以只讨论三维地图中地图关注重点区域的地图瓦片层级控制。使用二维和三维都通用的配置对地图使用者更友好，对于既定国家级/省级/市级/区级等比例尺下，使用地图瓦片级别控制矢量图层可视状态更便于理解。
进一步的，在得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的拟合曲线步骤中，所述拟合曲线呈递减趋势，具体公式为：
其中，x代表三维地图相机高度，y代表地图关注重点区域中地图瓦片层级。
进一步的，在拟合曲线公式中，使用Math.round方法对求出的地图瓦片层级求整。
由于在上述曲线公式中得到的地图瓦片层级并非全是整数，但现有的地图瓦片层级又必须为整数，所以需要使用其他方法对得到的地图瓦片层级进行求整，而使用代码Math.round方法进行求整则为其中一种较为简单有效的方法。
另一方面，本发明采取的另一种技术方案为，一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的系统，包括：
通用配置设置模块，用于规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
拟合模块，用于以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
读取加载模块，用于让二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上。
进一步的，所述拟合模块包括：
地图关注重点区域定义模块，用于定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的一定范围的区域为地图关注重点区域；
地图瓦片层级数值区域范围定义模块，用于定义地图使用者便于理解的二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
数据采集模块，用于缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
曲线拟合模块，用于通过数据采集模块采集的数据，拟合得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的关系曲线。
进一步的，所述曲线拟合模块包括取整模块，用于使用Math.round方法对求出的地图瓦片层级求整。
另一方面，本发明采取的另一种技术方案为，一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态方法的步骤。
另一方面，本发明采取的另一种技术方案为，一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.保证相同配置的同一个矢量图层在两种地图的相同地图瓦片层级下可视状态保持一致，同时使用鼠标缩放地图，矢量图层可视状态一致；
2.使用二维三维都通用的配置对地图使用者更友好，对于既定国家级/省级/市级/区级等比例尺下，使用地图瓦片级别控制矢量图层可视状态更便于理解；
3.解决了使用屏幕四角经纬度值来控制二维和三维地图间联动时三维地图显示范围的不准确和目前没有参数实现控制二维和三维地图中相同矢量图层在相同地图层级间可视状态一致性的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1中方法步骤流程图。
图2为本发明实施例1中方法步骤S2的具体流程图。
图3为本发明实施例2中系统结构图。
图4为本发明实施例2中拟合模块2结构图。
图5为本发明实施例1步骤S21中三维地图中的地图关注重点区域示意图。
图6为本发明实施例1步骤S22中地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小示意图。
图7为本发明背景技术中二维地图中同一屏幕内所有地图瓦片层级相同示意图。
图8为本发明背景技术中三维地图中同一屏幕内所有地图瓦片层级不相同示意图。
图9为本发明背景技术中三维地图根据传入四角坐标重新计算屏幕可视范围矩形四角坐标，造成显示范围不准确示意图(外围线框为屏幕四角实际的坐标范围，内部线框为实际传入的四角坐标)。
附图说明：通用配置设置模块1，拟合模块2，读取加载模块3，地图关注重点区域定义模块21，地图瓦片层级数值区域范围定义模块22，数据采集模块23，曲线拟合模块24，取整模块241。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法，包括以下步骤：
S1、规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
S2、以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
S3、二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上，缩放两种地图，矢量图层数据在两种地图的相同地图瓦片层级下可视状态保持一致。
进一步的，所述的S1步骤中，所述通用配置中所有属性二维地图和三维地图均可通用，具体可包括矢量图层数据类型、颜色、线宽、标注、字体、地址、图标、地图瓦片层级等属性，其中使用near和far属性控制二维和三维地图相同地图瓦片层级某个区间内该矢量图层数据的可视状态，其中near属性表示矢量图层数据能被显示的最大地图瓦片层级，far属性表示矢量图层数据能被显示的最小地图瓦片层级。在配置中表现为near和far两个相同的参数同时设定了矢量图层在不同地图中的可视地图瓦片层级区间，在代码中，二维地图地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化这一规则不变，三维地图中实际控制矢量图层可视状态变化的参数为三维地图相机高度的变化。
进一步的，如图2所示，所述步骤S2的具体步骤包括：
S21、定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的一定范围的区域为地图关注重点区域；
S22、定义二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
S23、缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
S24、得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的拟合曲线。
S25、使用Math.round方法对求出的地图瓦片层级求整。
具体的，本实施例中，所述步骤S21中，三维地图中的地图关注重点区域如图5中框出区域所示。
具体的，本实施例中，所述步骤S22中部分二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小如图6所示。
具体的，本实施例中，所述步骤S23中得到的不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级如下表所示：
进一步的，在步骤S24中，所述拟合曲线呈递减趋势，具体公式为：
其中，x代表三维地图相机高度，y代表地图关注重点区域中地图瓦片层级。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的系统，包括：
通用配置设置模块1，用于规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
拟合模块2，用于以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
读取加载模块3，用于让二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上。
进一步的，如图4所示，所述拟合模块2包括：
地图关注重点区域定义模块21，用于定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的一定范围的区域为地图关注重点区域；
地图瓦片层级数值区域范围定义模块22，用于定义地图使用者便于理解的二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
数据采集模块23，用于缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
曲线拟合模块24，用于通过数据采集模块23采集的数据，拟合得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的关系曲线。
进一步的，所述曲线拟合模块24包括取整模块241，用于使用Math.round方法对求出的地图瓦片层级求整。
实施例3
本实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态方法的步骤。
实施例4
本实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态方法的步骤。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上，缩放两种地图，矢量图层数据在两种地图的相同地图瓦片层级下可视状态保持一致；
所述的规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置步骤中，所述通用配置中所有属性二维地图和三维地图均可通用，使用near和far属性控制二维和三维地图相同地图瓦片层级区间内该矢量图层数据的可视状态，其中near属性表示矢量图层数据能被显示的最大地图瓦片层级，far属性表示矢量图层数据能被显示的最小地图瓦片层级；near和far两个相同的参数同时设定了矢量图层在不同地图中的可视地图瓦片层级区间，二维地图中的所述地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化这一规则不变，三维地图中的地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化的参数为三维地图相机高度的变化；
所述的拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系，具体步骤包括：
定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的区域为地图关注重点区域；
定义二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的拟合曲线。
2.根据权利要求1所述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法，其特征在于，在得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的拟合曲线步骤中，所述拟合曲线呈递减趋势，具体公式为：
其中，x代表三维地图相机高度，y代表地图关注重点区域中地图瓦片层级。
3.根据权利要求2所述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的方法，其特征在于，在拟合曲线公式中，使用Math .round方法对求出的地图瓦片层级求整。
4.一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的系统，其特征在于，包括：
通用配置设置模块，用于规定二维和三维地图的矢量图层数据加载通用配置；
所述通用配置中所有属性二维地图和三维地图均可通用，使用near和far属性控制二维和三维地图相同地图瓦片层级区间内该矢量图层数据的可视状态，其中near属性表示矢量图层数据能被显示的最大地图瓦片层级，far属性表示矢量图层数据能被显示的最小地图瓦片层级；near和far两个相同的参数同时设定了矢量图层在不同地图中的可视地图瓦片层级区间，二维地图中的所述地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化这一规则不变，三维地图中的地图瓦片区间控制矢量图层可视状态变化的参数为三维地图相机高度的变化；
拟合模块，用于以二维地图的地图瓦片层级为标准，拟合三维地图中相机高度与三维地图地图瓦片层级的关系；
所述拟合模块包括：
地图关注重点区域定义模块，用于定义三维地图屏幕范围中地图的中心及外扩的区域为地图关注重点区域；
地图瓦片层级数值区域范围定义模块，用于二维与三维地图瓦片层级数值所描述的区域范围大小；
数据采集模块，用于缩放三维地图相机改变其高度，得到不同相机高度下的地图关注重点区域中地图瓦片层级；
曲线拟合模块，用于通过数据采集模块采集的数据，拟合得出三维地图相机高度与地图关注重点区域中地图瓦片层级的关系曲线；
读取加载模块，用于让二维和三维地图同时读取同一矢量图层数据的通用配置并加载该矢量图层数据到地图上。
5.根据权利要求4所述的一种匹配二维和三维地图间图层可视状态的系统，其特征在于，所述曲线拟合模块包括取整模块，用于使用Math .round方法对求出的地图瓦片层级求整。
6.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述方法的步骤。
7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。
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三维瓦片地图的制作及其二三维坐标转换的研究;禹化强;刘冰;施泽杰;刘欢;苏辕;;测绘与空间地理信息(第09期);第149-152页 *
基于改进Web墨卡托投影的瓦片地图服务设计与实现;李鹤元;陈刚;;测绘工程(第02期);第15-20页 *

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