轻量级地理空间栅格数据管理系统
发布时间：2021-08-28 06:18
近年来,随着地理信息技术、计算机技术和航空航天技术的快速发展,通过遥感卫星获取的海量栅格地图数据正逐步累积,如何对这些海量栅格数据进行高效的存储与管理是当前WebGIS产品实现方案中亟待解决的问题。目前,国内外公司或者科研院所多采用分布式文件系统或者基于数据库的空间扩展引擎来存储与管理海量栅格数据,然而面对野外科考、防灾减灾部门的移动应急平台、移动终端地图浏览等使用场景,这两种方式会带来搭建环境复杂、运维困难、数据迁移不便捷等诸多问题。针对上述问题,本文设计并实现了一种单机环境下交互性强、高性能且轻量级的地理空间栅格数据管理平台。该平台包括客户端、服务器端和数据存储三部分,采用MBTiles标准,使用SQLite数据库作为栅格瓦片数据的底层存储媒介,完成了栅格数据瓦片管理、元数据管理、瓦片金字塔挂载、导入和导出、瓦片金字塔回收站和空间查询功能。本文主要研究内容如下:（1）针对轻量级存储的需求,在分析传统单机条件下使用独立文件和普通数据库形式优缺点的基础上,采用开源MBTiles标准将地图瓦片存储和访问做到标准化和高效化。（2）就切片系统所对应的两种栅格数据存储方式,即数据库形式和金字塔...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 论文主要工作
1.4 论文章节安排
第二章 相关技术理论
2.1 GIS相关理论
2.1.1 栅格地图瓦片
2.1.2 地图投影
2.1.3 瓦片金字塔模型
2.1.4 瓦片命名
2.1.5 瓦片金字塔元数据
2.1.6 四叉树索引
2.2 MBTiles栅格瓦片管理规范
2.2.1 存储
2.2.2 索引
2.2.3 访问
2.3 第三方库
2.3.1 Open Layers库
2.3.2 Memcache库
2.4 本章小结
第三章 轻量级空间地理栅格数据管理系统设计
3.1 栅格地图传统单机存储方案
3.1.1 独立文件存储
3.1.2 大型关系型数据库存储
3.2 轻量级SQLite存储方案
3.3 轻量级空间地理栅格数据管理系统整体设计方案
3.3.2 瓦片金字塔的挂载
3.3.3 瓦片金字塔的导入和导出
3.3.4 瓦片金字塔元数据访问
3.3.5 瓦片访问
3.3.6 金字塔回收站
3.3.7 空间查询
3.4 本章小结
第四章 轻量级空间地理栅格数据管理系统实现
4.1 用户管理模块
4.1.1 用户创建
4.1.2 权限分配
4.1.3 更新用户
4.1.4 删除用户
4.2 元数据管理模块
4.2.1 元数据字段管理
4.2.2 元数据字段校验
4.2.3 元数据读取
4.2.4 元数据写入
4.3 瓦片管理模块
4.3.1 瓦片读取
4.3.2 瓦片写入
4.4 瓦片金字塔管理模块
4.4.1 瓦片金字挂载
4.4.2 瓦片金字塔导入和导出
4.4.3 瓦片金字塔目录树获取
4.4.4 回收站处理
4.5 缓存模块
4.5.1 瓦片缓存
4.5.2 元数据缓存
4.6 检查挂载模块
4.7 地图浏览模块
4.8 空间查询模块
4.8.2 点查询
4.8.3 矩形范围查询
4.9 本章小结
第五章 系统功能及性能测试
5.1 测试环境介绍
5.2 服务器端功能测试
5.2.1 获取瓦片功能测试
5.2.2 瓦片金字塔元数据管理功能测试
5.2.3 导入和导出瓦片金字塔功能测试
5.3 客户端功能测试
5.3.1 瓦片金字塔挂载功能测试
5.3.2 瓦片金字塔导入导出功能测试
5.3.3 瓦片金字塔元数据访问功能测试
5.3.4 金字塔回收站功能测试
5.3.5 地图浏览功能测试
5.4 瓦片读写性能测试
5.4.1 读性能测试
5.4.2 写性能测试
5.5 空间查询性能测试
5.6 部署及迁移测试
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]互联网时代运营商三大存储场景技术选择解析[J]. 李雪永,汪梦云. 通信世界. 2018(01)
[2]基于MapGuide的校园信息系统开发研究[J]. 张书华,凌晓春,宋红丽,张拥军,赵明金,隗伟. 山东国土资源. 2017(09)
[3]Oracle数据库矢栅数据一体化存储与管理[J]. 吴政,李成名,武鹏达,沈建明,孙伟. 测绘学报. 2017(05)
[4]基于ArcSDE的哈尔滨市GIS空间数据管理系统[J]. 孟露. 地理空间信息. 2016(10)
[5]野外科考中移动终端自定义地图技术研究与应用[J]. 耿佳琪,何文通,陈灿,秦刚. 科研信息化技术与应用. 2016(05)
[6]基于Libevent的栅格数据服务引擎设计与实现[J]. 代军普. 山东理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]大规模栅格数据集的瓦片金字塔快速构建方法[J]. 郭宁,吴秋云,熊伟,景宁. 地理信息世界. 2015(06)
[8]数据库的安全访问控制机制和各自优缺点研究[J]. 高鹏,宋丽芳. 电子技术与软件工程. 2015(20)
[9]私有云框架下的GIS栅格数据存储与显示研究[J]. 梁星. 地矿测绘. 2015(02)
[10]Memcache在涉重金属污染数据库系统开发中的应用[J]. 妙旭华,包理群,曹博. 自动化与仪器仪表. 2014(06)
博士论文
[1]基于WebGIS的铁路绿色选线决策支持系统研究[D]. 陶克.中南大学 2013
[2]基于MAPGIS的数字找矿系统研究与开发[D]. 刘海军.中国地质大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于瓦片数据的WebGIS三维可视化研究[D]. 张铎.东华理工大学 2017
[2]基于OpenLayers3的自然保护区规划辅助平台的实现[D]. 张钦.华东师范大学 2017
[3]基于MVC的物业管理信息系统的设计与实现[D]. 吴孝斌.电子科技大学 2017
[4]基于云计算的GIS栅格数据存储与算法研究[D]. 贾新宇.吉林大学 2015
[5]基于Hadoop的多版本栅格地图存储与管理系统[D]. 每春辉.西安电子科技大学 2014
[6]栅格地图分布式存储方案设计与性能分析[D]. 邱晨健.西安电子科技大学 2014
[7]多源海量地理栅格数据库引擎技术研究[D]. 朱王璋.北京建筑大学 2013
[8]地理栅格数据并行访问技术研究与实现[D]. 欧阳柳.国防科学技术大学 2012
[9]面向智能手机的矢—栅混合地图关键技术研究[D]. 刘文文.浙江大学 2012
[10]基于Web的矢量化地图服务器系统的设计与实现[D]. 陆丽华.西安电子科技大学 2012
本文编号：3367976
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 论文主要工作
1.4 论文章节安排
第二章 相关技术理论
2.1 GIS相关理论
2.1.1 栅格地图瓦片
2.1.2 地图投影
2.1.3 瓦片金字塔模型
2.1.4 瓦片命名
2.1.5 瓦片金字塔元数据
2.1.6 四叉树索引
2.2 MBTiles栅格瓦片管理规范
2.2.1 存储
2.2.2 索引
2.2.3 访问
2.3 第三方库
2.3.1 Open Layers库
2.3.2 Memcache库
2.4 本章小结
第三章 轻量级空间地理栅格数据管理系统设计
3.1 栅格地图传统单机存储方案
3.1.1 独立文件存储
3.1.2 大型关系型数据库存储
3.2 轻量级SQLite存储方案
3.3 轻量级空间地理栅格数据管理系统整体设计方案
3.3.2 瓦片金字塔的挂载
3.3.3 瓦片金字塔的导入和导出
3.3.4 瓦片金字塔元数据访问
3.3.5 瓦片访问
3.3.6 金字塔回收站
3.3.7 空间查询
3.4 本章小结
第四章 轻量级空间地理栅格数据管理系统实现
4.1 用户管理模块
4.1.1 用户创建
4.1.2 权限分配
4.1.3 更新用户
4.1.4 删除用户
4.2 元数据管理模块
4.2.1 元数据字段管理
4.2.2 元数据字段校验
4.2.3 元数据读取
4.2.4 元数据写入
4.3 瓦片管理模块
4.3.1 瓦片读取
4.3.2 瓦片写入
4.4 瓦片金字塔管理模块
4.4.1 瓦片金字挂载
4.4.2 瓦片金字塔导入和导出
4.4.3 瓦片金字塔目录树获取
4.4.4 回收站处理
4.5 缓存模块
4.5.1 瓦片缓存
4.5.2 元数据缓存
4.6 检查挂载模块
4.7 地图浏览模块
4.8 空间查询模块
4.8.2 点查询
4.8.3 矩形范围查询
4.9 本章小结
第五章 系统功能及性能测试
5.1 测试环境介绍
5.2 服务器端功能测试
5.2.1 获取瓦片功能测试
5.2.2 瓦片金字塔元数据管理功能测试
5.2.3 导入和导出瓦片金字塔功能测试
5.3 客户端功能测试
5.3.1 瓦片金字塔挂载功能测试
5.3.2 瓦片金字塔导入导出功能测试
5.3.3 瓦片金字塔元数据访问功能测试
5.3.4 金字塔回收站功能测试
5.3.5 地图浏览功能测试
5.4 瓦片读写性能测试
5.4.1 读性能测试
5.4.2 写性能测试
5.5 空间查询性能测试
5.6 部署及迁移测试
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]互联网时代运营商三大存储场景技术选择解析[J]. 李雪永,汪梦云. 通信世界. 2018(01)
[2]基于MapGuide的校园信息系统开发研究[J]. 张书华,凌晓春,宋红丽,张拥军,赵明金,隗伟. 山东国土资源. 2017(09)
[3]Oracle数据库矢栅数据一体化存储与管理[J]. 吴政,李成名,武鹏达,沈建明,孙伟. 测绘学报. 2017(05)
[4]基于ArcSDE的哈尔滨市GIS空间数据管理系统[J]. 孟露. 地理空间信息. 2016(10)
[5]野外科考中移动终端自定义地图技术研究与应用[J]. 耿佳琪,何文通,陈灿,秦刚. 科研信息化技术与应用. 2016(05)
[6]基于Libevent的栅格数据服务引擎设计与实现[J]. 代军普. 山东理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]大规模栅格数据集的瓦片金字塔快速构建方法[J]. 郭宁,吴秋云,熊伟,景宁. 地理信息世界. 2015(06)
[8]数据库的安全访问控制机制和各自优缺点研究[J]. 高鹏,宋丽芳. 电子技术与软件工程. 2015(20)
[9]私有云框架下的GIS栅格数据存储与显示研究[J]. 梁星. 地矿测绘. 2015(02)
[10]Memcache在涉重金属污染数据库系统开发中的应用[J]. 妙旭华,包理群,曹博. 自动化与仪器仪表. 2014(06)
博士论文
[1]基于WebGIS的铁路绿色选线决策支持系统研究[D]. 陶克.中南大学 2013
[2]基于MAPGIS的数字找矿系统研究与开发[D]. 刘海军.中国地质大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于瓦片数据的WebGIS三维可视化研究[D]. 张铎.东华理工大学 2017
[2]基于OpenLayers3的自然保护区规划辅助平台的实现[D]. 张钦.华东师范大学 2017
[3]基于MVC的物业管理信息系统的设计与实现[D]. 吴孝斌.电子科技大学 2017
[4]基于云计算的GIS栅格数据存储与算法研究[D]. 贾新宇.吉林大学 2015
[5]基于Hadoop的多版本栅格地图存储与管理系统[D]. 每春辉.西安电子科技大学 2014
[6]栅格地图分布式存储方案设计与性能分析[D]. 邱晨健.西安电子科技大学 2014
[7]多源海量地理栅格数据库引擎技术研究[D]. 朱王璋.北京建筑大学 2013
[8]地理栅格数据并行访问技术研究与实现[D]. 欧阳柳.国防科学技术大学 2012
[9]面向智能手机的矢—栅混合地图关键技术研究[D]. 刘文文.浙江大学 2012
[10]基于Web的矢量化地图服务器系统的设计与实现[D]. 陆丽华.西安电子科技大学 2012
本文编号：3367976
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