适应多尺度显示的矢量瓦片并行化构建方法

发布时间：2020-05-09 18:12

【摘要】：随着网络地图应用的普及,矢量瓦片技术正呈现出无限的生命力。作为对栅格瓦片的扩展,矢量瓦片直接存储矢量要素的空间与属性信息,满足用户的动态交互需求。多尺度矢量瓦片的生成需基于多层次细节的瓦片金字塔构建,且随着构建层级的增加,所需构建的瓦片数量将呈指数增长。此外,瓦片的构建过程涉及了大量计算密集与IO密集的处理操作,这些耗时的操作将严重影响瓦片的整体构建效率。因此,如何高效构建适应多尺度显示的矢量瓦片,成为矢量瓦片技术发展过程中一个值得研究的问题。本文旨在设计并实现一套适应多尺度显示的矢量瓦片并行化构建方案。从数据组织与索引、瓦片存储形式、并行程序设计等多个方面实现切片性能的优化,通过改进常用的数据处理与综合算子实现矢量数据的切片与多尺度表达。本文的研究可概括如下:(1)提出面向矢量瓦片高效构建的空间数据组织与查询方法。基于矢量瓦片金字塔对矢量数据的组织特点,结合高度平衡的STR(递归网格排序,sort-tile-recursive)R-树索引,提出适应矢量数据不同形态分布的混合索引结构,实现了矢量数据源检索方法的优化,提高了矢量瓦片的构建效率。(2)设计并实现适应地图多尺度显示的矢量切片方法。针对矢量网络地图的多级缩放需求,提出不同应用场景下的矢量数据多尺度表达策略,实现了面向要素的化简与选取方法,解决了大规模矢量数据在多尺度表达时拓扑关系难以保持的问题。(3)基于前端瓦片渲染机制优化矢量瓦片的裁剪方法。基于前端Canvas容器的可视化机制,实现基于四至扩展的矢量瓦片裁剪方法,解决了瓦片合并时剪切线可见的问题,实现了可视化层面上矢量瓦片的正确合并。(4)提出单机与分布式环境下的并行化切片方案。首先,基于软硬件及切片模型支持分析并行化切片的可行性。然后,基于常用并行计算框架,实现矢量瓦片的并行化构建。最后,利用性能对比实验验证了并行化切片方案的有效性。
【图文】：

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算法的改进与优化。针对瓦片高效构建问题，则从矢量数据组织与查询方法优化、逡逑并行程序设计等角度实现了适应多种硬件环境的矢量瓦片并行化高效构建方案。逡逑如图１．２，本文的研究内容可详细归纳为以下几个方面：逡逑（１）

框架图,论文,框架

—＝１１逡逑图１．２研究内容的整体流程逡逑１．邋５论文章节安排及俎织思路逡逑根据上述的研究目的及制定的研究内容，如图构建了论文的整体框架，逡逑并将本文的各章节进行如下安排：逡逑第一章《绪论》逡逑研究了当前矢量空间数据多尺度表达与矢量切片技术的应用现状，，分析了矢逡逑量瓦片切片技术所面临的重大挑战与机遇，提出了本文研究的目的与内容。逡逑第二章《面向矢量瓦片高效构建的空间数据俎织与查询》逡逑分析了传统的矢量数据组织模型，提出了其在大规模矢量瓦片构建场景中所逡逑１０逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P208

【参考文献】