基于预生成技术的webgis数据处理系统设计与实现new

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1、基于预生成技术的WebGIS数据处理系统设计与实现邱儒琼(湖北省基础地理信息中心，湖北武汉430071)摘要：本文通过对当前地图服务模式的分析和研究，介绍了基于预生成技术的WebGIS数据处理系统的主要功能和关键技术，并利用编程语言和GIS组件进行了开发实践，为基于地图预生成技术的WebGIS系统快速构建了金字塔模型瓦片地图库。关键词：数据预生成；WebGIS；ArcEngine1、引言GoogleMaps诞生之日就标志着WEBGIS发展史上一个新的里程碑，GoogleMaps在用户体验模式、产品运营

2、模式、地图架构模式等多个方面取得了巨大的成功。其中GoogleMaps式的地图架构模式原理是将AJAX技术和基于地图瓦片金字塔模型技术相结合，该模式已经得到了WEBGIS行业的广泛认同，之后不久，国内的Go2map、Mapabc、Mapbar等专业地图搜索公司纷纷仿效，相继推出了基于该模式下的位置搜索新模式服务。虽然这些网络地图服务产品经过包装后，在地图裁切算法、地图表现形式、API接口等方面有所不同，但在实现原理本质上是一致的。实现基于地图瓦片金字塔模型的地图服务的首要技术问题就是如何借助GIS工具

3、快速构建金字塔模型瓦片地图库。2、系统概述基于地图瓦片金字塔模型的地图服务实现原理是通过AJAX技术和核心地图调用算法，来调用瓦片地图库中的图片，最后通过地图拼接算法将调用的地图图片进行拼接展现。该实现模式的前提条件是瓦片地图库、地图裁切算法，地图预生成处理系统是以地图裁切算法为基础，将原始地图数据（影像数据、矢量数据）进行裁切生成瓦片地图库。同时地图预生成处理系统还对图片格式和大小，地图库中图片的命名规则和存储方案都有严格的规定和设计。地图预生成处理系统的地图数据裁切分为两个部分，一部分是采用Arc

4、GISEngineforVB6组件裁切影像、矢量地图数据，另一部分是采用JDK类库底层裁切栅格图片（*.tif格1式）。地图裁切算法可以根据不同的地图要求自定义裁切参数，自定义参数包括地图裁切范围、瓦片大小（Tile）和生成格式（*.png、*.jpg等格式）。裁切后的瓦片（Tile）需要进行后期处理。影像或矢量数据裁切的瓦片边缘偶尔会有黑边或白边，这种情况是由原始地图数据的底色造成的，裁切的瓦片通过系统进行自动透明化处理。矢量数据在放大到一定比例尺下，由于地图要素分布不均匀，部分瓦片上没有任何地图要

5、素，瓦片为全白图片。随着放大比例尺的增大，数量会成级数倍增加。这些空白瓦片既占用了一定的存储空间，又降低了地图库搜索效率。因此在地图裁切完成后，系统会自动检查并删除空白瓦片，在地图库外部用唯一的空白瓦片替代。后期处理后，系统自动将瓦片按照地图库存储算法进行分类、分级、分目录存储。3、关键技术3.1数据的组织与管理（1）瓦片的大小与格式瓦片的大小为2的N次方，单位为像素。多数系统中采用的瓦片大小规格有以下几种：128px*128px、256px*256px、512px*256px、256px*512px

6、或512px*512px。瓦片尺寸越小地图展现的效果越好，瓦片包含的数据越少。但是，小尺寸的瓦片将级数倍增加瓦片地图库的容量和地图相应时间。GoogleMaps中采用的是256px*256px大小的瓦片。权衡多个参数值，本处理系统建议采用了256px*256px大小的瓦片尺寸，同时也可以自定义瓦片尺寸大小。瓦片的存储格式可以有多种：PNG格式、JPG格式。在系统操作界面可以设置瓦片存储格式。在处理矢量地图数据时，本系统推荐将瓦片存储为PNG格式；在处理栅格或影像地图数据时，本系统推荐将瓦片存储为JPG

7、格式。（2）源数据格式本系统可以处理的源数据类型有多种，既可以处理带坐标信息的TIF、Sid、Img等栅格数据和Shape、Geodatabase等矢量数据；还可以处理不带坐标系统的JPG、PNG等栅格图片。（3）瓦片的命名与存储瓦片是以“test_col_row_level”来命名，其中，col、row和level分别表示该瓦2片所处位置的列号、行号和缩放等级。预生成之后的图片库组织是按缩放等级分目录存储，每个缩放等级下，256个小图片为单位存放在一个文件夹中，再以256个文件夹为单位存放在另一个文

8、件夹中，以此类推。3.2图片预生成算法设计本系统的图片裁切算法分为两个子算法，一个是有经纬度边界的图片裁切；另一个是没有经纬度边界的图片裁切。（1）有经纬度边界的图片裁切算法该算法涉及到缩放等级和比例尺的关系参数、图幅生成与编号两个核心算法。裁切算法的原理是将假定全球坐标系统，根据比例尺（即放大系数）将地球分为多个正方形的网格。将带经纬度源数据配置文件（MXD格式）转换到假定坐标系统下，计算源数据在假定坐标系统下的起始行号、起始列号、结束行号和结束列号。