CN116414930A - 地名类别矢量免切片可视化方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地图导航技术领域，特别涉及一种地名类别矢量免切片可视化方法、装置、设备及介质。其中，一种地名类别矢量免切片可视化方法，步骤包括：S100、展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；S200、在设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；S300、将动态更新的矢量瓦片传输至展示端；S400、展示端获取矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。本发明提供的地名类别矢量免切片可视化方法使得中小比例尺下地名地址数据大幅减少；并且数据经抽稀后，使得大中比例尺下的数据更均衡，网络传输快，渲染更美观，使得用户获得良好的体验效果。

Description

地名类别矢量免切片可视化方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及地图导航技术领域，特别涉及一种地名类别矢量免切片可视化方法、装置、设备及介质。
背景技术
研究表明，人类活动80％的信息与地理位置有关。地理信息是准确掌握国情国力的重要前提，是一个国家基础性、战略性资源，是各国政府实施发展规划、进行宏观管理、维护国家安全、建设生态文明的重要依据，具有不可替代的重要作用。
矢量切片技术已成为地理信息服务主流技术之一，相较于“栅格切片技术”，矢量切片技术是重客户端，服务端就做下数据切片即可，本质上是将地图渲染从服务端迁移到客户端渲染。矢量切片由于渲染在展示端，可以“无极缩放”，顺畅平滑，清晰度更高，用户体验好。同时交互时，矢量都是可点击的，栅格可能还要从客户端发送请求到服务端查询，因此矢量瓦片减少了很多请求，可以对服务器减压。图层控制方面，矢量瓦片可以在客户端控制哪些图层要显示哪些图层不能显示；而栅格切片是要么都显示要么都不显示。主题定制方面，矢量切片是一份数据+多套样式主题，可以根据业务要求随时切换，也会支持用户自定义设计，属于业务友好型；而栅格切片则无法更改。数据生成成本方面，由于地图地理数据变化很快，栅格切片方案生产流程复杂，对服务器资源要求更高，矢量切片将渲染交给客户端实现，服务端反而减负了，有利于节约设备成本。
但是在地名地址应用领域，矢量切片技术是提升地名地址服务的关键技术。为了提升不同尺度下地名地址展示美观效果，避免地名地址显示压盖现象，需要对地名地址的现状及实时更新数据进行快速合理抽稀后，再组合成矢量瓦片地图，目前对矢量数据进行免切片方面无法满足智能自适应数据抽稀，抽稀性能比较慢，以及无法实现数据库端免切片与展示端渲染性能和美观效果动态平衡问题。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供一种地名类别矢量免切片可视化方法，步骤包括：
S100、展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
S200、在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
S300、将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
S400、所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
在一实施例中，步骤S200中要素数据包括点要素数据及线要素数据；对于点要素数据，采用非对称九宫格抽稀算法；对于线要素数据，采用道格拉斯-普克抽稀算法。
在一实施例中，步骤S300还包括对动态矢量切片数据进行数据储存。
在一实施例中，步骤S300中传输至展示端的过程通过反向代理进行。
在一实施例中，步骤S400中渲染通过WebGL技术进行。
在一实施例中，步骤S200中根据展示端性能，调整抽稀强度。
在一实施例中，步骤S200中还包括动态学习展示端性能，使抽稀强度与展示端性能动态适应。
本发明还提供一种基于地名类别的矢量免切片可视化装置，包括
请求单元，用于使展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
抽稀单元，用于在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
传输单元，用于将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
展示单元，用于使所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
本发明还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，所述处理器执行如上任意所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
基于上述，与现有技术相比，本发明提供的地名类别矢量免切片可视化方法使得中小比例尺下的矢量瓦片的地名地址数据大幅减少；并且数据经抽稀后，使得大中比例尺下的矢量瓦片数据更均衡，网络传输快，渲染时更美观，使得用户获得良好的体验效果。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1为地名地址显示示意图。
图2为本发明一实施例的九宫格地名地址抽稀示意图。
图3为本发明一实施例抽稀后展示示例图。
图4为本发明一实施例中点要素数据抽稀后单个矢量瓦片展示效果图。
图5为本发明一实施例中线要素数据抽稀后单个矢量瓦片展示效果图。
图6为本发明一实施例中矢量瓦片展示效果图。
图7为本发明一实施例的流程图。
图8为本发明提供的一种基于地名类别的矢量免切片可视化装置的结构示意图。
图9为本发明提供的一种计算机设备的结构示意图。
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；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；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。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
本发明提供一种地名类别矢量免切片可视化方法，步骤包括：
S100、展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
S200、在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
S300、将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
S400、所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
具体的，地名数据库即数据库端，亦可称为后端，展示端即前端。
具体的，在矢量免切片技术中，矢量瓦片根据实际地名数据库动态更新。即在整个方法中，地名数据库的属性数据或空间数据实时更新，并根据展示端的请求，实时生成动态矢量切片数据；展示端获取矢量瓦片后根据预设样式和矢量瓦片的内容进行渲染显示。使得矢量瓦片的实时性更强，地名数据库只要更新，生成的矢量瓦片内容也会是最新的数据信息。并且矢量免切片数据无需预切片处理，在海量的地名数据处理中能够节省大量的时间和存储资源。
优选的，地名类别自动适配规则参考如下：地名类别包括陆地水系、陆地地形、行政区域、群众自治组织、非行政区域、居民点、交通运输设施、水利电力通信设施、纪念地与旅游景点、建筑物、单位等大类，再将大类细分成中类、小类、细目类等，数据库端可根据这些地名类别，进行自动匹配比例尺范围，例如：国名、首都等在3级+展示；省级行政区划、特别行政区等在5级+展示；省会城市等在6级+展示；地级行政区划等在7级+展示；县级行政区划等在8级+展示；乡级行政区划、国道等在10级+展示；省道、快速路等在11级+展示；群众自治组织等在12级+展示；城镇居民点，农村居民点等在14级+展示；机场港口码头、车站、停车场等在15级+展示；山，湖泊，陆地岛屿等在16级+展示；碑塔亭台，建筑物等在17级+展示。
通过上述地名类别自动适配，在中小比例尺小可以过滤掉大量的地名地址数据。进一步的，上述适配规则本领域技术人员可根据实际地名类别数据量统计情况进行调整，不作具体限制。
而在大中比例尺下，为了减少设置避免要素注记显示时的压盖现象，数据库端在步骤S200对密集点要素进行自适应抽稀后再生成矢量瓦片。因地名地址数据区域分布不均，部分区域密度比较大，则存在压盖现象。如图1所示，未进行抽稀时，在展示端展示时地名地址显示会叠加在一起，无法看清地名地址；如果不进一步抽稀，反而无法传递正确信息。抽稀后展示端的展示示例图如图3所示。具体抽稀算法本领域技术人员可根据需求进行选择。
在一实施例中，步骤S200中要素数据包括点要素数据及线要素数据；对于点要素数据，采用非对称九宫格抽稀算法；对于线要素数据，采用道格拉斯-普克抽稀算法。
具体的，非对称九宫格抽稀算法如下：如图2所示，将设定大小的区域划分为九宫格，九宫格中心网格长为c，宽为b，整体九宫格长为2*a+c，宽为2*a+b。在且仅在九宫格中心网格保留有且只有一条地名地址数据，其他落在九宫格范围内的数据都进行过滤。其中九宫格中心网格比周边网格大，a、b和c的具体大小本领域技术人员可根据实际进行调整，不作具体限定。
为了快速对矢量数据进行过滤，采用下述计算公式：
假设以地图原点为O(x0，y0)，地名地址数据坐标为D(x，y)，根据下述公式：
网格索引X：
Xi＝[(x-x0)/(2*a+c)]——(1)
网格索引Y:
Yj＝[(y-y0)/(2*a+b)]——(2)
其中，地图原点可设在地图的左下角，和笛卡尔坐标系原点一致。Xi、Yj为向下取整的整数。
初步判定地名地址坐标D落在第Xi,Yj个的九宫格内，但其是否进行过滤，进行下列对比：
Xi*(2*a+c)+x0+a≤x≤Xi*(2*a+c)+x0+a+c——(3)
Yj*(2*a+b)+y0+a≤y≤Yj*(2*a+b)+y0+a+b——(4)。
同时满足上述(3)和(4)不等式条件的地名地址数据则符合要求，在单个九宫格内仅保留一个符合要求的地名地址数据，其余地名地址数据全部过滤。点要素数据经抽稀后单个矢量瓦片数据示例如图4所示。
进一步的，九宫格中心网格的参数b、c的具体取值本领域技术人员可根据注记长度进行调整优化，以提高美观度，进而提高用户体验。
进一步的，符合要求的地名地址数据的保留优先级可根据适配规则的进行，本领域技术人员也可根据实际情况进行调节权重，例如可基于大数据优先保留搜索查询量大的地名地址数据。
而对于线要素数据，考虑需沿线显示注记，采用道格拉斯-普克(Doug l as-Peucker)抽稀算法，对线要素进行抽稀。线要素数据经抽稀后单个矢量瓦片数据示例如图5及图6所示。
进一步的，在相同级别下，如果该网格已存在1条地名地址数据，则不再加入新的地名地址数据，则需进行过滤；
进一步的，根据地名类别自动适配规则，在小比例尺下展示级别高的地名地址数据优先加入网格中。
优选的，步骤S300还包括对动态矢量切片数据进行数据储存。具体的，数据储存包括采用分布式持久化时空存储的方式或者采用数据缓存的方式进行，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，不作具体限定。
进一步的，分布式持久化时空存储方式可采用Mi n I O/HBase进行，能够有效减小数据库端负担，使展示端的调用过程更加顺利。而数据缓存方式可采用Red i s技术进行，从而减少磁盘I O访问，延长磁盘寿命，并减小数据库端负担，使展示端的调用过程更加顺利。
在一实施例中，步骤S300中传输至展示端的过程通过反向代理进行。具体的，采用反向代理(Ngi nx)技术能够实现负载均衡以及分布式高并发能力。
优选的，传输过程可采用谷歌的Protobuf格式进行数据压缩以优化网络传输效率，提高用户体验。
在一实施例中，步骤S400中渲染通过WebGL技术进行。
进一步的，步骤S400中展示端可预设多套样式，可根据需要进行配置样式；
优选的，展示端提供图层控制，可根据需要进行配置图层。
优选的，展示端提供多种注记选项可配置，例如水平字列、垂直字列、雁行字列、屈曲字列、字头朝北、字体大小等。进一步的，注记选项不仅包括二维注记，还包括三维注记。
优选的，展示端可根据设备性能再进一步快速抽稀展示。
优选的，展示端展示符号可配置。
在一实施例中，步骤S200中根据展示端性能，调整抽稀强度。
具体的，调整抽稀强度以适应展示端及数据库端的最佳性能平衡。如在展示端较弱，设备显示性能存在瓶颈时，可对数据进行进一步抽稀展示，再次减少显示的数据量，以实现展示端及数据库端的动态平衡和最佳性能表现。
进一步的，步骤S200中还包括动态学习展示端性能，使抽稀强度与展示端性能动态适应。具体的，动态学习过程可通过向数据库端传送不同的a，b和c参数，记录不同参数下展示端性能开销及展示效果进行评价。当性能开销过大时，扩大参数，具体参数扩大系数本领域技术人员可根据性能基准来调节。
进一步的，设置地名地址权重保证重要地名地址优先展示。
优选的，步骤S400中对于渲染后无法展示的地名地址数据，通过查询进行展示。即在最终展示时，展示端为了可视化美观，不同层级的数据不全部显示，防止数据密集会产生压盖，避免影响显示效果，而被算法省略的数据可通过查询进行显示。
本发明还提供一种基于地名类别的矢量免切片可视化装置，包括
请求单元，用于使展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
抽稀单元，用于在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
传输单元，用于将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
展示单元，用于使所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
需要说明的是，应理解以上装置的各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，请求单元可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上请求单元的功能。其他单元的实现与之类似。此外这些单元全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
本发明还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，所述处理器执行如上任意所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，也可以将具有相同功能的单元集合成一个单元，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多的使用了诸如展示端、地名数据库等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
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，或者对其中部分或者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 (10)

1.一种地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于，步骤包括：
S100、展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
S200、在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
S300、将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
S400、所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
2.根据权利要求1所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S200中要素数据包括点要素数据及线要素数据；对于点要素数据，采用非对称九宫格抽稀算法；对于线要素数据，采用道格拉斯-普克抽稀算法。
3.根据权利要求1所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S300还包括对动态矢量切片数据进行数据储存。
4.根据权利要求1所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S300中传输至展示端的过程通过反向代理进行。
5.根据权利要求1所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S400中渲染通过WebGL技术进行。
6.根据权利要求1所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S200中根据展示端性能，调整抽稀强度。
7.根据权利要求6所述的地名类别矢量免切片可视化方法，其特征在于：步骤S200中还包括动态学习展示端性能，使抽稀强度与展示端性能动态适应。
8.一种基于地名类别的矢量免切片可视化装置，其特征在于：包括
请求单元，用于使展示端发出矢量瓦片数据请求，地名数据库收到所述矢量瓦片数据请求后，进行自动适配，减少设定比例尺下的数据量；
抽稀单元，用于在所述设定比例尺下，对要素数据进行自适应抽稀，生成矢量瓦片；
传输单元，用于将动态更新的所述矢量瓦片传输至所述展示端；
展示单元，用于使所述展示端获取所述矢量瓦片后，根据预设样式对矢量瓦片进行渲染并展示。
9.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行如权利要求1～7中任一项所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
10.一种计算机可读存储介质，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如权利要求1～7中任一项所述的地名类别矢量免切片可视化方法。
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