研究背景
现行矢量瓦片地图常采用均匀格网划分方法,但该方法未顾及空间数据的集聚性和异质性,导致瓦片数据大小不均,地图数据密集区域加载缓慢,影响可视化效率。
在信息技术快速发展的背景下,测绘地理信息数据呈现爆发式增长,标志着地理学相关研究已进入大数据时代。WebGIS支持下的在线地图已广泛应用在大众出行、城市规划、交通管理及资源调查等领域。
现有方法的局限性
瓦片数据量过大、负载不均衡、加载延迟严重
数据密集区瓦片数量激增,递归深度指数增长
生成狭长不规则瓦片,切片效率低,计算开销大
创新方法
多尺度信息模型
依据矢量瓦片金字塔各层级尺度参数,构建多尺度信息模型。通过制图综合方法对点、线、面要素进行化简和选取。
组合式格网划分
采用四叉树结合k-d树的组合式格网划分方法,通过引入矢量瓦片数据量阈值动态调整格网结构。
并行计算架构
采用层级解耦策略,将切片任务按空间层级拆分为独立子任务,通过多核资源协同加速切片过程。
Geohash编码索引
使用Geohash编码技术建立索引,实现矢量瓦片的快速检索和动态加载。
技术实现细节
切片阈值计算
基于网络传输速率(100 Mbps)
终端设备显示参数(分辨率与帧率)
人眼视觉感知特性
瓦片传输时间控制在10ms以内
最大瓦片数据量:128 kB
动态切换策略
第一阶段:四叉树划分
当 S > MaxQTSize 时,采用四叉树递归划分,快速实现全局粗粒度划分
第二阶段:k-d树优化
当 S ∈ [MinKDSize, MaxQTSize] 时,切换至k-d树划分,解决局部高密度问题
实验设计
兴趣点:709,232个
道路网:191,898条
建筑物:2,938,536个
兴趣点:927,758个
道路网:119,009条
建筑物:5,501,408个
兴趣点:122,963个
道路网:30,432条
建筑物:749,181个