瓦片有关大学毕业论文范文,与地图发布平台下瓦片金字塔技术相关学术论文格式

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摘 要 :瓦片金字塔技术是ArcGIS server地图发布中的关键技术之一,其主要是为客户端用户能快速查询和显示地图数据,服务器端对海量地图数据的存储管理;而地图预生成技术的出现,结合瓦片金字塔技术,进一步提高了B/S开发模式下客户端和服务器系统的响应速度.

关 键 词 :地图发布 预生成技术 瓦片金字塔

中图分类号:P208;TP393.09 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)03-0099-02

1.引言

伴随着Inter的快速发展,GIS服务为满足国土、林业、旅游、环境、交通等行业的需要,WebGIS服务成为必然的发展趋势.对B/S模式下服务器端管理的很可能是海量地图数据,通过客户端请求,服务器响应,再计算生产用户需要的数据反馈给客户端显示,这一复杂的过程对海量数据处理,必然造成延迟,很难快速满足用户的需求.而地图预生成技术的出现,对延迟问题作了进一步优化,本论文即研究地图预生成过程中瓦片金字塔处理技术.

2.相关名词解释

(1)地图预生成技术:指网络终端提交客户端请求之前,服务器端提前处理相关数据并生成客户端常用格式的数据,并将其按照一定的方式存储和管理在服务器端,建立索引方式具体实现数据的高速访问.

(2)瓦片:指将一定范围内的地图按照一定的尺寸和格式,按缩放级别或者比例尺,切成若干行和列的正方形栅格图片,对切片后的正方形栅格图片被形象的称为瓦片(Tile).

(3)瓦片金字塔:瓦片金字塔是一种层次模型结构,其构建从底层到顶层,分辨率逐渐降低,但每一层所表示的地物的地理范围都相同.通常选择“2倍率”像素构建的瓦片大小为256*256的瓦片金字塔,具有相当高的存取效率.

3.瓦片金字塔模型算法

3.1 地图切割原理和规则

根据实际地图确定提供给地图服务平台的所需的地图的缩放级别数,设置地图比例尺最大,缩放级别最低的地图图片位于金字塔的底层,并将其定义为第O层,按照从左到右、从下到上的规则进行切片.将该0层图片的左上角开始进行切割分块,分割成大小相同的正方形地图瓦片,用(Tile)表示,从而得到第0层的瓦片矩阵.在第0层地图瓦片的基础上再次按照分块原则,以同样的方法进行切割,同时将该层每2*2像素合成为一个像素,形成第1层地图瓦片,并对该层图片进行分块切割,得到与第O层相同大小的正方形地图瓦片,形成第1层瓦片矩阵;依此循环,应用类似的方法生成第二层瓦片矩阵、第三层矩阵、直到第n-1层矩阵,影像数据就可以采用瓦片金字塔服务模型的结构存储管理.

参照上述瓦片金字塔模型构建思想,瓦片大小为2n*2n(n为正整数),当瓦片金字塔模型中影像层的大小小于2n*2n时停止模型构建.

3.2 确定已知条件,计算相应参数

假设第0层分辨率为res0,L为金字塔的层数,则第L层的分辨率由下面公式计算得出:

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resL等于res0*2L (1)

设第L层的分辨率用resL表示,第L层像素矩阵大小用rowL*colL表示,正方形瓦片大小用height*width表示,相邻层数的重叠度用over_size表示,则瓦片矩阵的行列(TrowL*TcolL)①由下列式子计算:

TrowL等于(rowL-over_size)/height (2)

TcolL等于(colL-over_size)/width (3)

按照2*2像素将瓦片合成,形成第L+1层时,第L+1层的像素矩阵行列pirow(L+1)*picol(L+1)的大小和分辨率由下面公式计算:

Pirow(L+1)等于PirowL/2 (4)

Picol(L+1)等于PicolL/2 (5)

Res(L+1)等于resL/2 (6)

在实际应用中,可以根据己知数据源分辨率来计算瓦片在金字塔中的所在层数.如果源数据的分辨率与金字塔中数据的分辨率存在差别,则应先对原始影像进行重采样处理,再对其进行瓦片矩阵划分.

3.3 构建瓦片索引机制

对切割好的瓦片,要实现地图的快速检索,提供给用户快速流畅的地图浏览服务,就必须构建适宜的索引机制,本论文选择构建线性四叉树索引机制.

首先,对金字塔模型中的所有瓦片进行编号处理,用Tile_id来表示,从第0层按照从左到右,从下到上的顺序依次编号.(Tx,Ty,L)用来唯一标识某瓦片在金字塔模型中的位置,其中L为瓦片所在层数.

例如,给定的瓦片(Tx,Ty,L),使用对角线的描述方式,则其左下角的像素坐标(piX1,piY2)由下式计算出:

piX1等于Tx*height (7)

piY2等于Ty*width (8)

对应右上角的像素坐标为(piX3,piY4)由下式计算出:

piX3等于(Tx+1)*height+(over_size-1) (9)

piY4等于(Ty+1)*width+(over_size-1) (10)

而对于给定的像素坐标(piX,piY),其所在的瓦片坐标由下公式计算出:

Tx等于piX/height (11)

Ty②等于piy/width (12)

金字塔模型中的瓦片拓扑关系主要体现在以下两个方面:1)同一层间瓦片间为兄弟关系;2)上下层瓦片之间为父与子关系.兄弟关系分别为东、西、南、北四个相互邻接的瓦片.父与子关系,对于父而言,与下层四个孩子的关系为西北、西南、东北、东南四个孩子瓦片.


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因此,假设鼠标选定的瓦片唯一标识码为(Tx,Ty,L),由上面所述瓦片的拓扑关系可计算得到东、西、南、北四个邻接兄弟瓦片的坐标,分别为: (Tx+1,Ty,L)、(Tx-1,Ty,L)、(Tx,Ty-1,L)、(Tx,Ty+1,L),四个孩子瓦片西南、东南、西北、东北的坐标分别为: (2*Tx,2*Ty,L-1)、(2*Tx+1,2*Ty,L-1)、(2*Tx,2*Ty+1,L-1)、(2*Tx+1,2*Ty+1,L-1),父类瓦片的坐标为: (Tx/2,Ty/2,L+1).

4.瓦片金字塔构建过程分析

4.1 服务管理设置

由发布的服务名,点击右键,选择“服务属性”(如图1),具体设置.

4.2 瓦片切割

对瓦片切割有多种方式,本文选择运用ArcCatalog软件切割介绍,使用toolbox下的Server tool,然后再选择caching中的manage map server cache Tiles工具,切割瓦片.

4.3 搜索选定范围内瓦片

实际上对显示区域瓦片的搜索就是不同分辨率瓦片的搜索,运用层层递进的检索策略.假如金字塔共有L层,具体实现步骤是:首先判断选定区域与金字塔瓦片模型中第L层的是否有相交区域,若完全不相交则无数据返回,否则判断当前层的分辨率,若满足则返回瓦片层与目标区域相交的数据,否则需进入L-1层瓦片进行相似判断;否则需进入下一环节继续检索,直至搜索满足条件结束.

5.结语

瓦片金字塔技术是管理海量数据的一种新模式,仅显示用户当前查找部分地图瓦片,不必加载完整地图数据,加速服务器端的响应时间.采用瓦片金字塔模型对矢量-栅格管理的发布模式更加符合人们对多源、动态、多维地图数据的需要,为地理空间数据及其属性数据的发布、存储、共享、查询等提供了新的方法,因此,在地图发布平台中研究瓦片金字塔技术具有重要意义.

注释

关于地图发布平台下瓦片金字塔技术的大学毕业论文范文
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其中瓦片矩阵的行列值需要向下取整.

②其中Tx,Tx/2,Ty,Ty/2值需要向上取整.


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参考文献

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