WebGIS中矢量切圖的初步研究

文章版權由做者李曉暉和博客園共有，若轉載請於明顯處標明出處：http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/。

1.背景

在GIS領域，金字塔技術一直是一個基礎性技術,WMTS規範專門制定了針對切片請求的格式。利用這種技術，前端能夠快速展現出指定級別的地圖或影像。

可是，因爲切圖自己是一張圖片，圖片上看似是興趣點的要素根本沒法進行前端交互。因而，針對興趣點等矢量數據的展現，基本原理都是先獲取到矢量的地理信息（好比GeoJson），在前端繪製（內核爲一個element），因而該element便能進行鼠標響應等交互了。

2.矢量數據的通常展現方法

2.1 矢量數據按需請求

根據須要，每次向服務器（好比根據地理範圍、屬性信息）進行請求，將請求返回的數據繪製在前端。

優勢是，按需請求，數據返回量有限，單個請求效率較高。

缺點是，頻繁和服務器交互，在給服務器形成巨大壓力的同時，多個請求，甚至某些重複請求，都會增大前端交互耗時，下降用戶體驗。

2.2 矢量數據一次請求，按需展現

隨着前端技術愈來愈成熟，電腦內存愈來愈大，RIA技術對矢量數據的展現作了更多的優化，其中一種經常使用方式就是矢量數據一次請求，按需展現方式。

好比如下使用LeafLet開發的例子：http://demo.qunee.com/map/LeafLet+MapABC.html

                       

查看後端請求：

 

能夠看見，在頁面初始化時就將全部矢量信息讀取到前端，而後根據需求進行分級別聚類展現。

優勢是：減小與服務端的交互，下降服務端的壓力，提升用戶體驗。

缺點是：第一次請求返回的數據量過大，網絡耗時較多，服務器在迎接第一次請求時也有至關壓力，而且對客戶端電腦配置有必定的依賴。

3.換一種解決思路——矢量切圖

3.1 何爲矢量切圖

何爲矢量切圖呢？說直白點，就是將矢量數據以創建金字塔的方式，切割成一個一個描述性文件，好比以GeoJson格式組織或者以自定義格式組織。

這是一份矢量數據切圖完後的截圖：

 

文件中具體內容爲geojson格式組織：

 

3.2切圖工具

3.2.1商業切圖工具

在最近召開的esri大會上公佈的esri的一個新的亮點即是他們的arcgispro產品在支持遙感數據處理、三維高效展現外，着重強調了對矢量切圖的支持。可是，目前該產品爲beta版。

早前接觸過蘇州超擎公司，對方的產品也能支持矢量切圖，而且在此基礎上，對方還支持影像數據不切圖壓縮爲流方式前端實時展現。

3.2.2 開源切圖軟件

目前支持矢量切圖的開源軟件，在網上你們比較推崇的是TileStache工具，安裝這個工具比較耗費精力，如下均是該工具須要依賴的其餘軟件環境：

 

 

簡單點說，須要配置好GDAL環境，python環境，均配置好後纔可以使用。而且目前只測試了在win7上運行，在win8上便不能夠。

3.3 前端支持矢量瓦片展現

目前支持矢量瓦片展現的前端有leaflet，openlayers,arcgis js4.0。

3.3.1 arcgis js4.0中的解決方案

展現例子地址爲：http://basemapsbeta.arcgis.com/preview/app/index.html

 

 

其支持的矢量瓦片格式爲知足Mapbox圖片存儲的格式（https://www.mapbox.com/）。

3.3.2leaflet中的解決方案

展現例子地址爲：http://basemapsbeta.arcgis.com/preview/app/index.html

 

 

這裏支持的是GeoJson格式的矢量瓦片。

4. 目前研究中發現的缺點

a.矢量切圖工具只能切WGS84座標系下的矢量圖層。

b.leaflet只能加載顯示能夠轉換爲WGS84座標系的矢量瓦片數據。

5. 優化

5.1前端支持任何座標系下的矢量瓦片

繼承已有GIS框架中的canvastilelayer，利用開源的pbf解析庫，重寫gettile並解析重繪。擺脫leaflet對矢量瓦片座標系的限制。利用該方式，矢量瓦片爲任何座標系均能支持。

 

 

 

5.2前端緩存優化

將讀取過的矢量瓦片以必定的緩存機制緩存至內存中，使用緩存調度算法進行調度。

6.使用場景

a.根據範圍查詢展現矢量數據時，能夠徹底使用矢量切圖。

b.根據範圍和屬性展現矢量數據時，能夠先根據範圍返回數據，在前端根據屬性數據進行過濾，最後展現。

7.有待解決的地方

開源矢量切圖工具目前只能切WGS84的矢量數據，將任何格式數據轉換成WGS84的數據是不現實的。針對這種問題，本身開發矢量切圖工具不失爲一種選擇。開發能夠支持點數據的矢量切圖工具難度不大，可是開發可以支持線和麪數據的矢量切圖工具則存在不小的難度。後續還需繼續研究。

 

                                                                                          -----歡迎轉載，但保留版權，請於明顯處標明出處：http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/

                                                                                                若是您以爲本文確實幫助了您，能夠微信掃一掃，進行小額的打賞和鼓勵，謝謝 ^_^