基于HDFS管理MapGIS K9瓦片地图集的研究与实现

关系型数据库在管理海量空间数据时遇到诸多瓶颈,HDFS(Hadoop Distributed Filesystem)通过将大数据分割为多个小数据块,并将其分别存储在多个数据节点组成的分布式集群中,成为一种新的存储海量空间数据的方法。使用HDFS作为平台,利用数据结构类型MapFile设计一种管理MapGIS K9瓦片地图集的方式,并进行实验。实验表明用HDFS管理海量瓦片地图比传统方式管理更易扩展,更加安全,效率更加高。

大规模开放遥感影像地图渲染与缓存优化

遥感数据规模庞大且增长迅速,目前可公开访问的遥感影像数据已接近EB级别,然而类型多样、结构复杂、存储文件大等特点给大规模开放遥感数据的发现、共享与使用带来诸多不便。在线地图可使用户无须下载便可对海量云端遥感数据执行可视化分析,是一种高效的数据服务方式。针对传统地图技术方案存在的瓦片渲染效率低、遥感数据适配性差等问题,从遥感数据时空属性特征及用户访问行为特征出发,依托遥感数据云平台GSCloud,设计并实现面向海量遥感数据的高效地图服务平台TiMap。TiMap由分布式地图瓦片渲染引擎TiRender与分布式地图瓦片缓存TiCache构成。TiRender通过将地图瓦片渲染操作转换为分布式环境下的同步实时渲染任务与异步批量预渲染任务,充分利用多节点并行计算的优势,快速响应客户端的地图瓦片请求。TiCache负责缓存TiRender产生的地图瓦片,以提升后续重复地图瓦片请求的响应速度,TiCache中的地图瓦片缓存分配算法基于疏远度实现,可以保证多节点的负载均衡。实验结果表明,TiRender与TiCache均比同类技术方案的性能更好,两者协同工作可使TiMap在100ms内快速响应大规模地图瓦片请求。

基于ArcGIS的测绘地图瓦片数据切割方法

本研究基于ArcGIS的测绘地图瓦片数据的切割方法,提升网络环境下测绘地图的浏览速度。利用ArcGIS软件,通过测绘地图设计、确定测绘地图缓存的比例尺、发布测绘地图任务以及测绘地图切片的过程生成测绘地图的瓦片。在ArcGIS软件的服务器端,设置一个瓦片定时更新的执行任务,定时自动更新测绘地图瓦片。依据瓦片的地面分辨率以及显示比例尺,对测绘地图瓦片数据分级。依据测绘地图瓦片数据分级结果,利用图片切割编码方法对测绘地图进行瓦片数据切割。实验结果表明,本文方法利用ArcGIS软件,有效切割了测绘地图瓦片数据,提升了测绘地图浏览效率与比例尺切换速度。

大规模复杂时空数据可视化研究

经过五十多年的发展,卫星遥感技术取得了巨大进步。随着遥感数据获取能力的提高,遥感数据已形成多源多样化和海量化,然而可视化技术的发展研究却相对缓慢一步,导致遥感数据在可视化应用的效率和性能上都相对滞后。传统采用基于预生成瓦片的地图服务中存在诸多的短板,难以满足大规模复杂时空数据在展示、图层属性配置和空间分析计算等专业应用需求。通过定义遥感大数据动态并行可视化的框架,采用实时渲染图像交互可视化流程,研究时空底座大数据动态并行可视化模型和用户可视化视图模型,提出了一套面向大规模复杂时空数据可视化的解决方案。

基于MongoDB的电子地图瓦片数据存储和服务研究

针对电子地图瓦片数据只读、小文件、海量等特点,提出了一种基于MongoDB的电子地图瓦片数据存储和服务的方法。实验结果表明,提出的方法可以满足电子地图缓存服务的高效存储和高并发性、大数据量的访问。

海量巡天数据在线可视化技术综述

海量巡天数据在线可视化是多波段数据融合的应用之一,对大数据时代天文科研工作和科学普及具有重要意义。近年来,国外出现越来越多类似谷歌地图等互联网地图的天图在线可视化系统。为解决拼接生成的大巡天数据文件所导致的在线加载显示缓慢的问题,天文界普遍采用瓦片地图技术。该技术对数据进行分层保存,在浏览器端按需加载、分层显示。HiPS(hierarchicalprogressive survey)和TOAST(tessellated octahedral adaptive subdivision transform)等分层可视化技术以及一些巡天数据拼接和瓦片生成工具,如Hipsgen.jar和Montage等,目前已应用于Aladin Lite,ESASky,WWT(WorldWide Telescope)等在线可视化系统的开发。海量巡天数据在线可视化也遇到一些需要解决的问题,如数据分层导致了数据量的再次增加,巡天图像拼接耗时较长,多信使数据融合显示等。综述了分层可视化技术、瓦片地图金字塔的创建等内容,并对几款主流的在线可视化系统进行了对比分析,讨论了在线可视化遇到的问题及发展方向。

突发水污染事件中遥感瓦片大数据存储系统

突发水污染事件频发,利用GIS平台、遥感技术及水质模型对突发水污染事件进行模拟研究逐渐成为一种发展趋势.针对目前海量、异构、动态遥感数据难以快速处置和高效存储的问题,基于HBase设计和实现了突发水污染事件的遥感瓦片大数据存储系统.该系统以数字地球平台为支撑,结合遥感瓦片金字塔模型和Map Reduce框架,考虑实时、动态观察事件发展态势引起的瓦片数据频繁加载特点,对遥感瓦片数据的线性四叉树编码索引进行了改进,将其同水污染数据一并存储到HBase数据库中,并通过增加缓存区来提升遥感瓦片数据的访问效率.将此系统应用于渭河陕西段突发水污染事件中,实验结果表明:改进后的索引可在200个毫秒时间内提取到水污染区域的遥感数据,引入的缓存机制使得水污染区域遥感数据的加载时间节省了近2/3.因此,该存储系统访问效率高,能够满足突发水污染事件快速应急模拟的需求.

基于云存储的地理空间框架数据服务

针对部门和行业对地理空间框架服务的普遍需求,提出了一种基于云存储的地理空间框架数据服务解决方案。通过建立验证系统,验证了地理空间框架数据服务的可行性和有效性,对瓦片数据云存储提出了优化组织方法。遵循面向服务体系架构解决了地理空间框架数据发布分发和基于浏览器环境的数字地球构建难题。

基于天地图API的卫星影像数据发布应用研究

针对当今呈几何级数增长的卫星影像数据的网络发布与展示问题,基于天地图API、影像瓦片数据和存储技术,Dream Weaver8平台开发实现了卫星影像信息发布平台.实现了海量卫星影像数据网络高效快速发布.在天地图API基础上的二次开发减小了开发成本与周期,具备较大资源和技术优势.基于影像瓦片数据查询、显示与发布,可以提高页面效率和质量,具有较强地图开发实用性和广阔的应用前景.

济南市地理信息公共平台电子地图制作方法与技术探讨

介绍了济南市地理信息公共平台框架数据和电子地图生产关键技术,并总结经验提出个人建议,为其他城市电子地图制作提供参考。

移动终端GIS地图服务模式研究与实践

移动智能终端正在迅速成为地图服务的增值平台。移动终端GIS地图服务技术将成为研究热点。文中首先研究了移动GIS地图服务的特点、形式和模式,提出了一种地图混合服务模式;然后,在此基础上,探究了移动终端平台下地图服务模式的技术开发,建立了一种基于自定义瓦片地图的服务开发模式;最后,以客户端移动GIS地图服务演示系统为例,进行了技术验证。

应用于村镇信息自助平台的电子地图构件关键技术研究

从构件化村镇信息自助平台的低成本、易定制的特点出发,针对其中电子地图构件在地图浏览和交互查询中存在的网络负载大、响应速度慢等技术问题,研究了传统We-bGIS空间数据网络发布模式及其不足,探讨了基于AJAX、地图切片、多级缓存技术的电子地图发布解决方案,并实现了在村镇信息自助平台上的应用。

海量空间数据环境下RIAGIS的几种优化方法

如何在RIA GIS中高效流畅地显示海量空间数据,一直是地理信息系统的研究热点。从算法、表现形式等方面给出了在RIA GIS中加载海量数据的几种优化方法。研究得出,几种优化方法可以不同程度地满足地理信息工程对海量空间数据的应用需求。

面向分片地图的多分辨率格点数据统一存取方法

不同的海洋环境要素对象、数据文件格式及数据分辨率使得对异构且离散的场数据访问和应用受到了限制.设计了面向分片地图的统一数据多级存储组织架构,定义了适用于不同分片地图对象的海洋场数据组织方式,提出了多分辨率格点场数据分层和分块方法,并通过建立索引编码,实现将多要素、多时次、多深度、多高度的海洋环境场数据按统一维度的小区块存储并管理于多级组织架构中.该方法在海洋环境预报综合信息服务平台的应用中有效支持了异构场数据的整合、时空统计分析及可视化表达等.

铁路施工组织平面图自动生成方法研究

目前铁路施工组织平面图的绘制以人工为主,存在绘制周期长、精度不高、工作量大等问题。为此,提出一种应用国产CAD控件和GDAL开源软件库自动生成铁路施工组织平面图的方法:依据铁路线路数据计算平面图出图范围,利用GDAL处理出图范围内的地图底图和矢量数据,使用CAD控件完成铁路施工组织平面图所有数据的绘制。基于该方法完成了软件开发,并以某铁路工程为例,分析不同铁路里程、不同地图层级下生成平面图的耗时情况;结果表明:该方法出图效率高,便于绘制铁路工程项目不同设计阶段所需的施工组织平面图,极大地减轻了设计人员工作量。

煤矿一张图数据均衡非均匀矢量瓦片构建研究

针对传统地图瓦片传输煤矿一张图空间数据存在定制化显示困难、数据加载不均衡、时间过长等问题,结合煤矿一张图空间数据特点,在分析矢量地图瓦片划分和渲染过程的基础上,发现数据不均衡现象导致瓦片加载效率低,提出了基于数据均衡的非均匀矢量瓦片构建方法。将瓦片划分分解为初划分和再划分2个部分:初划分时,对数据量小于阈值的区域不再产生瓦片,在地图渲染时将直接调用该区域现存缩放层级最大瓦片;再划分时,对初划分所得瓦片集中不符合要求的瓦片进行四等分,使瓦片数据量更均衡。以此保证地物密集区域瓦片划分更细腻,地物稀疏区瓦片格网划分更粗糙。对比了均匀矢量瓦片、要素简化后的均匀矢量瓦片及基于数据均衡的非均匀瓦片的加载效率。原始数据为356 MB,137个图层。试验结果表明,煤矿一张图数据均衡多尺度瓦片与要素简化后的均匀矢量瓦片对比能够加载速度提升2倍以上,可大幅优化用户体验。

国产平台下机载矢量地图设计

国产平台相较国外商用平台性能较低,在国产平台下实现矢量地图面临诸多问题。通过矢量数据压缩、复杂多边形的三角剖分、瓦片金字塔等方法对地图数据进行预处理,生成适合机载环境使用的数据,方便数据加载、检索和渲染。采用合理数据调度策略减少数据读取,优化要素渲染实现,可以在国产平台下平稳运行机载矢量地图。测试表明:采用合理的设计,在国产平台下可运行机载矢量地图。

基于NoSQL数据库的时态地图瓦片数据存储模型研究与实现

为解决天地图建设和更新过程中遇到的电子地图瓦片数据的版本管理、共享访问、存储扩容限制等方面的问题,本文在综合分析已有的时空数据模型和地图瓦片数据的组织、更新模式的基础上,基于NoSQL数据库MongoDB的存储结构设计并实现了一种时态地图瓦片数据存储模型。

露天煤矿正射影像切片技术应用研究

为了提高露天煤矿正射影像大规模栅格数据集的处理效率,优化矿区地理信息系统底图显示效果,提出运用地图切片技术处理矿区栅格数据。对无人机正射影像的栅格数据进行网格切片,根据使用需求实现局部快速加载;同时,利用基于前台的实时影像坐标转换算法,实现不同坐标系统下的数据自动叠加。并在哈尔乌素露天煤矿应用了正射影像切片技术,结果表明:全部加载矿区65 km^(2)范围的11.8 GB影像耗时约为20 min,使用地图切片技术处理,根据显示位置与缩放等级局部加载,每次仅需加载7.5 MB数据,单次地图缩放或平移操作的响应时间0.75 s。

面向矢量数据高效可视化的瓦片化组织策略

针对现有矢量瓦片解决方案难以动态投影绘制和属性信息重复存储的问题,提出了一种几何属性解耦的矢量瓦片数据组织方法。基于经纬度相对坐标存储几何信息,利用瓦片关联策略实现几何信息和属性信息的单独和关联存储。试验结果表明,该方法能够有效支持大规模矢量数据的高效绘制,并且降低了数据存储压力。