一種柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法、系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及空間信息領域的網絡地圖制圖和地圖服務技術領域，具體地，涉及一 種柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法、系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 空間數據指帶有位置坐標的數據，包括矢量數據、遙感影像數據等。矢量數據包括 點、線、面類型的數據?？臻g數據以空間字段的形式存儲在空間數據庫的數據表中，空間數 據庫包括PostgreSQL數據庫。在網絡地圖服務領域，通常將空間數據配置一定的顏色、線 型和符號等樣式信息后，通過渲染系統(tǒng)生成地圖圖片展示給用戶，如Google地圖、高德地 圖、百度地圖等。
[0003] 由于空間數據的數據量大、空間范圍大，而地圖渲染又是一個計算密集型處理，因 此根據用戶請求的實時渲染效率無法滿足快速地圖顯示的需要。在網絡地圖服務領域，通 常將空間數據預先渲染成地圖圖片，再將大的地圖圖片進行格網化剖分，如將地圖圖片切 分為大小為256X256像素大小的小圖片，每一張小圖片稱為一個地圖瓦片（Tile)。然后 將不同比例尺的地圖由大到小組織起來，形成縱向分層橫向分塊的多分辨率瓦片金子塔模 型。
[0004] 利用瓦片金字塔模型，用戶每次只向服務器請求視野范圍內的地圖瓦片，可以有 效的避免實時渲染帶來的系統(tǒng)延時，并可有效的減小網絡傳輸的數據量，因此可以有效地 解決海量多比例尺地圖的網絡發(fā)布和多用戶并發(fā)瀏覽的問題。瓦片金字塔是目前網絡地圖 服務的主要技術，Google地圖、百度地圖、高德地圖等互聯(lián)網地圖都采用該模型。ArcGIS等 GIS軟件也支持瓦片金字塔數據模型，如圖10所示為瓦片金字塔的示意圖。
[0005] 瓦片金子塔采用四叉樹模型進行組織，每一個地圖瓦片可以用其在四叉樹中層號 1、行號X和列號y唯一標識，地圖瓦片的編碼為<l-x-y>。在已知地圖地理范圍的情況下， 可以根據該地圖瓦片所處的層號，以及其行列號，通過等比例計算，得到地圖瓦片的地圖范 圍。
[0006] 地圖圖片由地理坐標和像素坐標兩套坐標系進行描述，地理坐標指地圖對應的地 理空間的坐標，例如在經煒度坐標系下，地圖的最大地理范圍是X方向[-180°，180° ]， y方向[_90° ,90° ]，對應的地理范圍是寬360,高180,本申請中用map_width和map_ height描述。像素坐標指地圖圖片的坐標，例如一張地圖圖片的像素寬度和高度是分別是 1024像素和512像素，本文中用pixel_width和pixel_height描述。地圖坐標和像素坐標 分別用前綴111_和？_。
[0007] 如圖 9 所不，地圖的范圍是[map_xmin, map_ymin, map_xmax, map_ymax]，地圖的 寬度和高度為map_width和map_height,對應的地圖的像素坐標范圍是[0,0，pixel_ width, pixel_height]。行列號（i，j)的地圖瓦片的左下角點像素坐標為（p_x，p_y)，它與 地圖坐標（m_x，m_y)滿足下面的方程：
[0010] 因此，該點的地圖坐標（m_x，m_y)可以有下面的公式計算
[0013] 再計算（i，j)地圖瓦片的右上角點坐標，可以得到地圖瓦片的地圖范圍。
[0014] 瓦片金子塔中第N層的瓦片數量為4N \可見數據規(guī)模大，輕易就能達到上億瓦片 規(guī)模，生成一次瓦片金字塔消耗的時間非常長。因此，瓦片金字塔采用預生成技術。在配 置好地圖以后，采用一次性批量生成全部金字塔瓦片，并且在很長一段時間內瓦片金字塔 數據不再更新。Google地圖、百度地圖等互聯(lián)網地圖服務均采用預生成技術。
[0015] 但是，對于數據頻繁變化的動態(tài)數據，瓦片金字塔的預生成技術無法滿足數據動 態(tài)性的要求。例如，移動目標監(jiān)控應用中，移動目標點的坐標幾秒鐘就要更新一次，更新周 期很短；網絡地圖制圖應用中，用戶經常更新地圖的顯示樣式。在此類應用中，如果不及時 更新金字塔模型中的瓦片，用戶將無法獲得最新的地圖。因此，就需要一種新的能夠動態(tài)更 新瓦片金字塔的方法，替換掉瓦片金字塔中舊的瓦片，以便用戶能夠快速獲取到最新的地 圖瓦片數據。

【發(fā)明內容】

[0016] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的瓦片金字塔預生成技術無法滿足數據動態(tài)變化的技 術問題，本發(fā)明提出了一種基于版本控制的柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法、系統(tǒng)。本 發(fā)明為柵格瓦片和空間數據設置版本號，并且柵格地圖瓦片的版本號與生成該地圖瓦片的 空間數據的版本號一致，版本號采用時間戳。
[0017] 本發(fā)明的柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法，包括：
[0018] 步驟A :接收用戶請求，獲取用戶請求的地圖瓦片的編碼〈l-x-y>，所述編碼 <l-x-y>表示第1層、第X行、第y列的地圖瓦片；
[0019] 步驟B :判斷瓦片金字塔中是否存在編碼為<l-X-y>的地圖瓦片，如果不存在則轉 到步驟D ;
[0020] 步驟C :如果存在，則判斷編碼為〈l-x-y>的地圖瓦片與數據庫中空間數據的版本 是否一致，如果一致則從所述瓦片金字塔中讀取編碼為<l-x-y>的地圖瓦片數據并返回給 用戶，如果不一致則轉到步驟D ;
[0021] 步驟D :從數據庫中提取編碼為〈l-x-y>對應空間范圍的空間數據并渲染成地圖 瓦片，更新到所述瓦片金字塔中；
[0022] 步驟E :更新編碼為<l-x_y>的地圖瓦片的版本號，并將所述編碼為<l-x_y>的地 圖瓦片數據返回給用戶。
[0023] 本發(fā)明實施例的柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法，在得知用戶請求的瓦片地 圖的編碼之后，通過判斷該編碼在瓦片金字塔中是否存在，來判斷瓦片金字塔是否需要更 新。在瓦片金字塔需要更新時，重新繪制編碼<l-x-y>對應的地圖瓦片，并替換到瓦片金字 塔中的對應的舊瓦片。通過本實施例的方法，能夠將頻繁進行動態(tài)變化的空間數據及時渲 染成瓦片地圖，并及時更新瓦片金字塔中的瓦片，獲取最新的地圖。
[0024] 本發(fā)明的柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新系統(tǒng)，包括：
[0025] 請求獲取模塊，用于接收用戶請求，獲取用戶請求的地圖瓦片的編碼〈l-x-y>，所 述編碼<l-x-y>表示第1層、第X行、第y列的地圖瓦片；
[0026] 第一判斷模塊，用于判斷瓦片金字塔中是否存在編碼為〈l-x-y>的地圖瓦片，如 果不存在則轉到瓦片渲染模塊的操作；
[0027] 第二判斷模塊，用于如果存在，則判斷編碼為〈l-x-y>的地圖瓦片與數據庫中空 間數據的版本是否一致，如果一致則從所述瓦片金字塔中讀取編碼為<l-x-y>的地圖瓦片 數據并返回給用戶，如果不一致則轉到瓦片渲染模塊的操作；
[0028] 瓦片渲染模塊，用于從數據庫中提取編碼為〈l-x-y>對應空間范圍的空間數據并 渲染成地圖瓦片，更新到所述瓦片金字塔中；
[0029] 數據返回模塊，用于更新編碼為〈l-x-y>的地圖瓦片的版本號，并將所述編碼為 <l-x-y>的地圖瓦片數據返回給用戶。
[0030] 本發(fā)明實施例的柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新系統(tǒng)，在得知用戶請求的瓦片地 圖的編碼之后，通過判斷該編碼在瓦片金字塔中是否存在，來判斷瓦片金字塔是否需要更 新。在瓦片金字塔需要更新時，重新繪制編碼<l-x-y>對應的地圖瓦片，并替換到瓦片金字 塔中的對應的舊瓦片。通過本實施例的方法，能夠將頻繁進行動態(tài)變化的空間數據及時渲 染成瓦片地圖，并及時更新瓦片金字塔中的瓦片，獲取最新的地圖。
[0031] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明 書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
[0032] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0033] 附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0034] 圖1為本發(fā)明實施例一的方法流程圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明實施例二的方法流程圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明實施例的對空間數據進行規(guī)則網格剖分的示意圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明實施例四的方法流程圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明實施例三的方法流程圖；
[0039] 圖6為本發(fā)明實施例五的方法流程圖；
[0040] 圖7為本發(fā)明實施例五中對Block進行延拓的示意圖；
[0041] 圖8為本發(fā)明實施例六的系統(tǒng)結構示意圖；
[0042] 圖9為本發(fā)明的對地圖范圍進彳丁表不的不意圖；
[0043] 圖10為本發(fā)明的瓦片金字塔模型的示意圖。
【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發(fā)明的保 護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0045] 為了解決現(xiàn)有技術中存在的瓦片金字塔預生成技術無法滿足數據動態(tài)變化的技 術問題，本發(fā)明提出了一種柵格瓦片金字塔動態(tài)生成和更新方法、系統(tǒng)。
[0046] 本發(fā)明涉及空間數據和地圖兩個基本概念，空間數據是指帶有地理