在地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System,GIS）中,瓦片地圖服務(wù)是空間數(shù)據(jù)可視化過程中最基礎(chǔ)與核心的地圖服務(wù)模式。面對(duì)海量多源的空間數(shù)據(jù),傳統(tǒng)可視化方法難以兼顧空間數(shù)據(jù)渲染精度和渲染性能,地圖瓦片可視化速度慢,系統(tǒng)資源占用高,限制了地圖服務(wù)集成與應(yīng)用。本研究提出瓦片數(shù)據(jù)快速可視化方法,探索利用地圖瓦片數(shù)據(jù)模型,結(jié)合瓦片內(nèi)存緩存策略,優(yōu)化瓦片數(shù)據(jù)組織管理和內(nèi)存利用,提高地圖瓦片可視化效率。本研究從瓦片數(shù)據(jù)組織管理模型、內(nèi)存瓦片緩存結(jié)構(gòu)和緩存替換策略三個(gè)方面入手,優(yōu)化瓦片地圖服務(wù)性能。第一,通過設(shè)計(jì)地圖瓦片組織管理技術(shù),為其可視化提供高效數(shù)據(jù)支持。提出自適應(yīng)分辨率矢量瓦片構(gòu)造算法,結(jié)合Z-Index索引,實(shí)現(xiàn)矢量瓦片高效組織管理。同時(shí),使用預(yù)加載和地圖包兩種緩存方式,提升不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的瓦片數(shù)據(jù)請(qǐng)求效率。實(shí)驗(yàn)表明,上述方式可以在保證要素繪制效果的同時(shí),減少矢量瓦片數(shù)據(jù)冗余,使數(shù)據(jù)量更均衡,請(qǐng)求加載效率更高,為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模矢量數(shù)據(jù)快速可視化提供新的解決思路。第二,針對(duì)空間上呈現(xiàn)集聚分布的地圖瓦片數(shù)據(jù),依據(jù)瓦片空間自相關(guān)系數(shù),設(shè)計(jì)鄰域瓦片集群緩存結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二維空間Z曲線填充變分辨率矢量瓦片示意圖

2地圖瓦片組織管理技術(shù)15Z-Index索引是一種重要的空間映射方法，能夠在保留瓦片空間聚集拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)上，將二維空間中的瓦片索引映射至1維空間（聶云峰等，2012）。具體的構(gòu)造過程是首先在網(wǎng)格中構(gòu)造Z曲線，再沿著Z曲線的方向?qū)W(wǎng)格排序編碼，在二維空間中，任意瓦片單元t的二進(jìn)制索引為：121222G,nnXXXXXYYYYY1010（2-5）則該瓦片的Z值即為在Z曲線上的位序：112212Z-IndexnnXYXYXYYtX100（2-6）然后按各矢量瓦片的Z值，升序相連即為二維空間Z曲線，二維空間Z曲線填充如圖2.5所示。瓦片索引應(yīng)用8字節(jié)長整型存儲(chǔ)Z-Index值，采用二進(jìn)制形式的瓦片編碼方式，其碼位分配如圖2.6所示，其中前5位為縮放級(jí)別位，可表示的縮放級(jí)別為0-31級(jí)；后58位可存儲(chǔ)瓦片在格網(wǎng)矩陣中的Z-Index索引，最大范圍可表示292922的格網(wǎng)矩陣，完全滿足瓦片地圖服務(wù)應(yīng)用需求。ZInd(Z,X,Y)數(shù)據(jù)檢索效率要優(yōu)于格網(wǎng)索引TileID=(Z,X,Y)。圖2.5二維空間Z曲線填充變分辨率矢量瓦片示意圖Figure2.5SchematicdiagramofvariableresolutionvectortilesfilledwithZcurvein2Dspace圖2.6Z-Index編碼示意圖Figure2.6Z-Indexcodingdiagram自適應(yīng)分辨率矢量瓦片剖分雖然破壞了矢量要素的完整性，但是在矢量瓦片內(nèi)部，全圖幅矢量要素索引FtID依舊可以作為矢量要素的索引，可唯一確定圖層中的矢量

瓦片數(shù)據(jù)快速可視化研究及在林區(qū)地圖服務(wù)中的應(yīng)用16要素，使得被格網(wǎng)分割的矢量要素可以通過FtID索引與屬性數(shù)據(jù)庫屬性關(guān)聯(lián)，即使同一視角下不同尺度的分辨率矢量瓦片也可以通過FtID索引實(shí)現(xiàn)拓?fù)滏溄雍蛯傩詺w并，矢量瓦片內(nèi)部要素索引邏輯如圖2.7所示。其中，在點(diǎn)、線、面等要素切割過程中難免會(huì)生成的新的邊界節(jié)點(diǎn)，在相鄰?fù)咂瑢蛹?jí)的條件下，這些節(jié)點(diǎn)基本不影響顯示效果，在要素的合并過程中卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，此時(shí)可以選擇性的結(jié)合FtID索引，對(duì)于位于裁剪邊界上的一對(duì)中斷點(diǎn)，采取緩沖區(qū)分析的方法執(zhí)行要素合并操作，修復(fù)瓦片邊界裁剪對(duì)要素完整性的破壞，光滑裁剪處的要素構(gòu)造。圖2.7矢量瓦片內(nèi)部要素索引邏輯模型示意圖Figure2.7Schematicmodelofvectortileinternalelementindexlogicmodel2.4地圖瓦片多級(jí)緩存結(jié)構(gòu)為配合后文將介紹的地圖瓦片內(nèi)存緩存策略，在此提出基于“內(nèi)存-地圖瓦片文件”雙緩存的瓦片數(shù)據(jù)緩存方案，設(shè)計(jì)方案如圖2.8所示。在磁盤中，地圖瓦片文件緩存提供在線預(yù)加載和離線地圖包等緩存方式。在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，在線預(yù)加載緩存機(jī)制能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的空窗期，可以將預(yù)先下載可視域范圍附近的地圖瓦片數(shù)據(jù)并緩存至本地備用，命中請(qǐng)求可直接從本地獲取瓦片數(shù)據(jù)，大幅提高地圖瓦片的請(qǐng)求效率。同時(shí)，本地離線地圖包也可將新請(qǐng)求的地圖瓦片數(shù)據(jù)備份至本地地圖包中，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較差的情況下，地圖包可替代網(wǎng)絡(luò)下載，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的離線獲齲圖2.8地圖瓦片多級(jí)緩存結(jié)構(gòu)示意圖Figure2.8Multi-leveltilecachestructurediagram

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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