CN114611036B - 一种gis数据处理及渲染方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种gis数据处理及渲染方法,属于webgis领域。本发明根据地理底图的切片方案结合应用需求以及浏览效果寻找最优比例阈值,通过最优比例阈值将把目标地图数据分为两层,上层仅作为基础底图用于浏览,下层用于进行要素查询以及交互;根据比例阈值对目标地图数据制定切图方案进行切图,通过geoserver发布成wmts服务,同时发布wfs服务。客户端监听地图缩放事件,当地图缩放小于比例阈值时,采用wmts服务加载展示,反之当地图缩放大于比例阈值的时候,移除wmts服务,加载wfs服务显示。本发明通过动态加载和按需加载方式,兼顾渲染速度的同时满足了地图要素的查询功能,提高了渲染速度,为webgis可视化特殊业务场景下提供了一种新的数据处理的解决思路。
Description
技术领域
本发明属于webgis领域,具体涉及一种gis数据处理以及渲染方法。
背景技术
随着webgis技术的发展,基于gis数据的可视化研究已经取到了一定成功,随着各行各样矢量数据的增多,不同的应用中都开始进行海量数据的渲染呈现,再进行复杂矢量数据的地图绘制中,数据渲染的速度是决定网页速度的一个重要指标。海量gis数据在很多业务场景中,不单单是作为地理底图显示存在,很多需求场景下在小比例尺下需要支持细节要素的信息展示。
目前,客户端提高gis数据渲染方法主要分为以下几类:
(1)数据抽稀处理
针对gis数据进行抽稀处理,如将地图中多条道路的几何形状进行合并,减少非重要的点数据等,该方法虽然能提高渲染速度,但在此过程中减少了原本应该出现的地物,真实性不够。
(2)数据切片
将gis数据切片处理,客户端统一采用瓦片渲染,该方法依据特定的二维空间分层网格切分方案,在服务端预先生成了栅格瓦片金字塔,客户端在地图浏览时根据视口范围从服务端获取对应的瓦片,最终拼接成完整的地图,由于是预先成图,所以速度很快。该方法主要缺点为1)服务器同时承担数据检索和图形渲染任务,负载较大。2)存储空间问题,一些导航终端或者嵌入设备仅能存储少量数据,不足以存放大量数据3)由于web端获取的都是静态图片,针对细节要素,没办法实现要素闪烁、高亮、查询信息等交互功能。
(3)数据聚合
数据聚合是采用不同的算法,在用户有限的可视区域范围内,利用最小的区域展示最全面的信息,又不产生重叠覆盖。以网格距离法为例,将地理范围划分成指定尺寸的正方形(每个缩放级别不同尺寸),求解各个网格的质心,判断各个质心是否在某个范围内,如果在某个范围内,就将质心合并。该方法虽然能够提高渲染速度,但是不能直观表示所有数据点的位置,并且只局限于点图层。
现有的方法在提高gis数据渲染时有利有弊,渲染时无法兼顾准确性和高效性,较少考虑查询交互问题等,因此,在既能满足用户查询功能,又能准确和高效性这种应用场景下,提出一种gis数据处理及渲染方法是有必要且重要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,解决海量数据在web端高效渲染的情况下,同时满足查询功能的问题,提供了一种该应用场景下gis数据处理和渲染方法。
为实现上述目的,本发明提供技术方案如下:
本发明首先提供了一种gis数据处理及渲染方法,其包括如下步骤:
1)获取地理底图及目标地图数据,采用 geoserver发布wfs服务;根据地理底图的切片方案,寻找最优比例阈值,通过最优比例阈值将目标地图数据分为两层,最上面一层仅作为基础底图用于进行浏览,下面一层用于进行详细要素查询以及交互;
2)以设定的最优比例阈值作参考,参考地理底图切片方案制定切片策略进行切图,发布wmts服务;
3)客户端监听地图缩放事件,当地图缩放小于最优比例阈值时,采用wmts服务加载展示,反之当地图缩放大于比例阈值的时候,移除wmts服务,加载wfs服务显示;
4)当加载wfs服务显示时,客户端渲染wfs数据,采用按需调用方式,根据窗口范围确定数据调取的空间范围;
5)当采用wfs服务加载展示时,响应点击地物事件,提供要素的查询功能。
需要说明的是,步骤1)中所称的将目标地图数据分为两层与步骤2)中的“切图”是两个不同的概念,其中,切图是针对目标地图数据的切图,分为两层是针对宏观上地图加载方式的描述。
作为本发明的优选方案,步骤1)中,根据地理底图的切片方案,寻找最优比例阈值的方法具体为:
根据应用需求和目标地图数据服务的浏览效果,在地理底图的切片方案中,选取能够看到详细要素信息的比例尺及其对应的级别,并将该级别对应比例以及该级别临近级别的比例都作为参考比例阈值,结合切片量考虑,从参考比例阈值中选取最优比例阈值。
作为本发明的优选方案,所述从参考比例阈值中选取最优比例阈值,具体为:
当目标地图数据服务缩放到小于某一参考比例阈值时,看不到图斑的细节信息,且当缩放大于该参考比例阈值时,才需要详细地物信息的查询,则选择该参考比例阈值为最优比例阈值。
作为本发明的优选方案,步骤2)中,以设定的最优比例阈值作参考,参考地理底图切片方案制定切片策略进行切图,具体为:目标地图数据的切片方案仅设置到最优比例阈值即可,即对于目标地图数据,按照地理底图的切片方案进行切图,当到最优比例阈值所对应的级别后停止切图,此时完成目标地图数据的切图。
作为本发明的优选方案,步骤3)中,在地图缩放小于最优比例阈值时,添加目标地图数据对应的wmts栅格服务图层,移除目标地图数据对应的wfs矢量服务图层;在地图缩放大于比例阈值时,添加目标地图数据对应的wfs矢量服务图层,移除目标地图数据对应的wmts栅格服务图层。
作为本发明的优选方案,步骤4)中的窗口范围通过计算地图的边界范围来获取。
作为本发明的优选方案,步骤4)具体为:客户端渲染wfs矢量服务数据,采用按需调用方式,通过地图计算边界范围获取当前窗口范围,给wfs矢量服务的filter传递当前窗口范围,最终确定数据调取的空间范围;在加载wfs矢量服务时,通过wfs的getFeature获取对应的要素;请求查询时filter参数负责选择过滤,在请求服务时将当前窗口范围对应的边界信息传递给filter参数,实现可视化窗口地图数据的加载渲染。
作为本发明的优选方案,步骤5)具体为:当采用wfs服务加载展示时,监听地图的点击事件,获取鼠标所在像素点位置,得到该像素点覆盖的要素,实现要素的查询功能。
与现有技术相比,本发明通过对目标地图数据的分层处理,通过动态加载和按需加载方式,兼顾渲染速度的同时满足了地图要素的查询功能,另一方面提高了渲染速度,为webgis可视化特殊业务场景下提供了一种新的数据处理的解决思路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明方法,下面将对发明方法描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为geoserver中预览目标地图服务临近第13级的预览效果。
图2为geoserver中预览目标地图服务临近第12级的预览效果。
图3为geoserver中预览目标地图服务临近第14级的预览效果。
图4为本发明gis数据处理及渲染方法的流程示意图。
图5为本发明地图分层渲染示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图4所示,本发明的gis数据处理及渲染方法的包括如下步骤:
1)获取地理底图及目标地图数据,采用 geoserver发布wfs服务;根据地理底图的切片方案,寻找最优比例阈值,通过最优比例阈值将目标地图数据分为两层,最上面一层仅作为基础底图用于进行浏览,下面一层用于进行详细要素查询以及交互;
其中,根据地理底图的切片方案,寻找最优比例阈值的方法具体为:根据应用需求和目标地图数据服务的浏览效果,在地理底图的切片方案中,选取能够看到详细要素信息的比例尺及其对应的级别,并将该级别对应比例以及该级别临近级别的比例都作为参考比例阈值,结合切片量考虑,从参考比例阈值中选取最优比例阈值。
从参考比例阈值中选取最优比例阈值,具体为:当目标地图数据服务缩放到小于某一参考比例阈值时,看不到图斑的细节信息,且当缩放大于该参考比例阈值时,才需要详细地物信息的查询,则选择该参考比例阈值为最优比例阈值。
2)以设定的最优比例阈值作参考,参考地理底图切片方案制定切片策略进行切图,发布wmts服务。
目标地图数据的切片方案仅设置到最优比例阈值即可,即对于目标地图数据,按照地理底图的切片方案进行切图,当到最优比例阈值所对应的级别后停止切图,此时完成目标地图数据的切图。
3)客户端监听地图缩放事件,当地图缩放小于最优比例阈值时,采用wmts服务加载展示,反之当地图缩放大于比例阈值的时候,移除wmts服务,加载wfs服务显示,如图5所示。
在地图缩放小于最优比例阈值时,添加目标地图数据对应的wmts栅格服务图层,移除目标地图数据对应的wfs矢量服务图层;在地图缩放大于比例阈值时,添加目标地图数据对应的wfs矢量服务图层,移除目标地图数据对应的wmts栅格服务图层。
4)客户端渲染wfs矢量服务数据,采用按需调用方式,通过地图计算边界范围获取当前窗口范围,给wfs矢量服务的filter传递当前窗口范围,最终确定数据调取的空间范围;在加载wfs矢量服务时,通过wfs的getFeature获取对应的要素;请求查询时filter参数负责选择过滤,在请求服务时将当前窗口范围对应的边界信息传递给filter参数,实现可视化窗口地图数据的加载渲染。
5)当采用wfs服务加载展示时,监听地图的点击事件,获取鼠标所在像素点位置,得到该像素点覆盖的要素,实现要素的查询功能。
以下结合具体实施案例,对本发明进行详细描述。本示例采用的是中国范围内40455条航线数据,本实施例的gis数据的处理和渲染具体步骤如下:
步骤一:获取瓦片底图,底图可以从在线资源中获取也可手动发布,本发明中采用在线调用天地图资源作为底图加载。
步骤二:采用geoserver发布目标地图数据wfs服务,结合服务预览以及天地图的切片方案(天地图的切片方案如表1所示),找到最优比例阈值。通过最优比例阈值把目标地图数据分为两层,最上面一层仅作为基础底图进行浏览,下面一层进行详细要素查询以及详细交互。其中,不同与切图或切片方案,将目标地图数据分为两层是针对宏观上地图加载方式的描述。
表1 天地图切片方案
本实施例运用临近值参考法来寻找最优比例阈值,浏览目标地图数据wfs服务,在1:68k能看到详细航线数据,该比例临近地理底图第13级,浏览效果如图1。为了确保比例阈值的合理性,将该比例以及临近比例都作为参考比例阈值,即选取12级,13级,14级对应的比例作为参考比例阈值。临近12级的地图浏览效果如图2所示,临近14级目标地图数据的浏览效果如图3所示。随着比例的增大,切片量级别也会随之增大,考虑该发明在不同终端的适用性,选取12级对应比例1:144285.93680216530702039310175作为最优比例阈值。
步骤三:采用geoserver对目标地图数据进行处理,根据设定的比例阈值以及底图天地图的切片方案,确定目标地图数据切图方案,制定切片策略,目标地图的切片策略则需要设置到比例阈值即可,最终设定目标地图服务切图为1-12级。同时发布目标地图数据的wfs矢量服务。
步骤四:客户端监听地图缩放事件,事件处理过程中,在缩放到比例阈值的分界点时,动态添加移除图层。具体的,在小于比例阈值时,添加目标地图数据对应的wmts栅格服务图层,移除目标地图数据对应的wfs矢量服务图层,在大于比例阈值时,添加目标地图数据对应的wfs矢量服务图层,移除目标地图数据对应的wmts栅格服务图层。
在本实施例中,当地图缩放小于比例阈值1: 144285.93680216530702039310175时,采用目标地图数据的wmts栅格服务展示,反之当地图缩放大于比例阈值1:144285.93680216530702039310175的时候,移除wmts栅格服务,加载wfs矢量服务显示。
步骤五:客户端渲染wfs矢量服务数据时,采用按需调用方式,通过地图计算边界范围获取当前窗口范围,给wfs矢量服务的filter传递当前窗口范围,最终确定数据调取的空间范围。在加载wfs矢量服务时,通过wfs的getFeature获取对应的要素,请求查询时filter参数最为重要,主要负责选择过滤,在请求服务时将对应的边界信息传递给filter参数。即可实现可视化窗口地图数据的加载渲染。
步骤六:当采用wfs服务加载展示时(在大于比例阈值1:144285.93680216530702039310175),能够看到地类的详细图斑,此时监听地图的点击事件,获取鼠标所在像素点位置,得到该像素点覆盖的要素,实现要素的查询功能。
本示例验证了单独加载目标地图数据发布的wfs服务,以及按照本发明方法所示分层加载目标地图数据服务最终的效果呈现。
(1)单独加载目标地图数据发布的wfs服务,由于航线数据量大,导致页面加载缓慢,首次加载目标地图数据耗时1.7分钟,地图放大缩小卡顿严重,无法正常执行。
(2)采用本发明进行切图,将参考比例阈值制定三种切片策略,对目标地图数据进行切片,发布wmts服务,呈现效果指标对比如表2所示。
表2 效果指标对比
通过对比,在相同的首次加载耗时,地图缩放效果无卡顿,能够正常执行查询的前提下,切片量较少的方案为最佳的切片方案。即本发明采用的第12级对应的比例为最优比例阈值是合理的。
最后应说明的是,以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种gis数据处理及渲染方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)获取地理底图及目标地图数据,采用 geoserver发布wfs服务;根据地理底图的切片方案,寻找最优比例阈值,通过最优比例阈值将目标地图数据分为两层,最上面一层仅作为基础底图用于进行浏览,下面一层用于进行详细要素查询以及交互;
寻找最优比例阈值的方法具体为:
根据应用需求和目标地图数据服务的浏览效果,在地理底图的切片方案中,选取能够看到详细要素信息的比例尺及其对应的级别,并将该级别对应比例以及该级别临近级别的比例都作为参考比例阈值,结合切片量考虑,从参考比例阈值中选取最优比例阈值;
所述从参考比例阈值中选取最优比例阈值,具体为:
当目标地图数据服务缩放到小于某一参考比例阈值时,看不到图斑的细节信息,且当缩放大于该参考比例阈值时,才需要详细地物信息的查询,则选择该参考比例阈值为最优比例阈值;
2)以设定的最优比例阈值作参考,参考地理底图切片方案制定切片策略进行切图,发布wmts服务;
所述以设定的最优比例阈值作参考,参考地理底图切片方案制定切片策略进行切图,具体为:目标地图数据的切片方案仅设置到最优比例阈值即可,即对于目标地图数据,按照地理底图的切片方案进行切图,当到最优比例阈值所对应的级别后停止切图,此时完成目标地图数据的切图;
3)客户端监听地图缩放事件,当地图缩放小于最优比例阈值时,采用wmts服务加载展示,反之当地图缩放大于比例阈值的时候,移除wmts服务,加载wfs服务显示;
4)当加载wfs服务显示时,客户端渲染wfs数据,采用按需调用方式,根据窗口范围确定数据调取的空间范围;
5)当采用wfs服务加载展示时,响应点击地物事件,提供要素的查询功能。
2.根据权利要求1所述的一种gis数据处理及渲染方法,其特征在于,步骤3)中,在地图缩放小于最优比例阈值时,添加目标地图数据对应的wmts栅格服务图层,移除目标地图数据对应的wfs矢量服务图层;在地图缩放大于比例阈值时,添加目标地图数据对应的wfs矢量服务图层,移除目标地图数据对应的wmts栅格服务图层。
3.根据权利要求1所述的一种gis数据处理及渲染方法,其特征在于,步骤4)中的窗口范围通过计算地图的边界范围来获取。
4.根据权利要求1所述的一种gis数据处理及渲染方法,其特征在于,步骤4)具体为:客户端渲染wfs矢量服务数据,采用按需调用方式,通过地图计算边界范围获取当前窗口范围,给wfs矢量服务的filter传递当前窗口范围,最终确定数据调取的空间范围;在加载wfs矢量服务时,通过wfs的getFeature获取对应的要素;请求查询时filter参数负责选择过滤,在请求服务时将当前窗口范围对应的边界信息传递给filter参数,实现可视化窗口地图数据的加载渲染。
5.根据权利要求1所述的一种gis数据处理及渲染方法,其特征在于,步骤5)具体为:当采用wfs服务加载展示时,监听地图的点击事件,获取鼠标所在像素点位置,得到该像素点覆盖的要素,实现要素的查询功能。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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