基于Mapbox矢量切片在线配图平台的设计与实现

矢量切片是以四叉树模型切割矢量数据而生成的矢量要素描述性文件,Web GIS开发中,矢量切片的配图是通过编写Json样式文件,最后浏览器根据样式文件实现地图在线渲染显示,但这种方式配图效率低,样式单一。为了优化配图过程,本文从矢量切片数据和浏览器渲染两个方面提出了一套基于Mapbox的矢量切片在线配图平台,包括基于Geo Server的矢量切片服务发布、基于MapboxGL的浏览器地图渲染等,设计实现了矢量切片在线配图平台应用于浙江省电子地图配图与在线制图研究项目,简化了矢量切片地图的配图过程,具有很强的实用性。     

面向矢量地图数据的时空对象生成工作流技术

针对目前存在的由矢量地图数据生成时空对象的方法通用性、灵活性、可复用性不足等问题,本研究提出一种面向矢量地图数据生成时空对象的工作流技术框架。首先,将由矢量地图数据生成时空对象的流程划分为文件解析层、时空对象构建层和数据持久层三个层次;在文件解析层进行矢量地图数据的多要素解析以获取原始属性信息,在时空对象构建层将各几何要素进一步封装为时空对象,在数据持久层将时空对象及其关联的映射集进行批量入库,各层之间基于工作流引擎变量进行功能连接和信息传递;其次,在Camunda工作流引擎外部任务模式下实现了上述框架,在三个层次设计了五个功能节点和六个引擎变量,可分别针对不同任务需求进行功能节点的模块化拼接;最后,以重庆市大德镇6852份农田矢量数据和某出租车3306条轨迹数据为例,分别测试了各节点的独立功能、多节点拼接和全功能的时空对象批量生成任务。结果表明,研究成果可以在进行少量人工干预的情况下,实现从矢量地图数据生成时空对象的各项自定义任务,提高了时空对象生成的灵活性和复用性。     

矢量瓦片并行构建与分布式存储模型研究

矢量瓦片体积小、生成效率高、支持动态交互,较传统栅格瓦片有诸多优势,是下一代互联网地图服务研究的重点。为了解决当前矢量瓦片研究中处理速度慢,扩展性差等问题,本文利用并行计算框架Spark进行矢量瓦片快速构建,通过自定义转换函数,将原始矢量数据GeoJson转换成mvt瓦片集;对于生成的矢量瓦片集,本文基于分布式内存文件系统Alluxio设计一个瓦片存储模型-VectorTileStore,模型以键值对进行数据存储,瓦片元数据占据前八个键值对,单个瓦片占据一个键值对,在数据写入的同时,基于键构建一个哈希索引,用于快速访问,模型兼容海量瓦片的组织存储,具有很强的扩展性。通过实验结果表明,本文提出的矢量瓦片并行构建算法较单机构建算法运行时间平均减少49.6%,分布式存储模型VectorTileStore较传统方案更适合海量矢量瓦片存储,存取时间效率更高。     

一种基于三维Arnold变换的矢量地理数据置乱加密方法

矢量地理数据具有位置精度高、语义丰富、空间关系明确等特点,易于同各类专题信息集成、融合使用,是地理信息系统的一类重要数据源.互联网和大数据背景下,矢量地理数据面临泄密、侵权、窃取等安全隐患日益凸显.为此,本文分析比较了几类主要的矢量空间数据安全技术,认为数据置乱技术具有较为均衡的安全防护性能,实际应用潜力大,将经典的图像数据置乱思路引入矢量地理数据,提出了一种基于三维Arnold变换的矢量地理数据置乱加密方法.实验表明,该方法简洁高效,具有置乱度高、保持原有数据结构、完全可逆和抗暴力攻击等特点.     

以夹角调制的矢量地图可逆水印算法

传统水印嵌入方法往往导致原始载体数据质量的下降,而可逆水印技术由于能完整恢复原始载体数据,因此,在精度要求较高的矢量地图版权保护应用中具有较高的适用性。目前,栅格图像的可逆水印算法研究较为成熟,而在矢量地图领域则主要借鉴栅格图像的相关方法,由于没有充分利用矢量数据的组织特性,因此鲁棒性不强。针对上述问题,本文以矢量地图坐标点之间的基本空间关系在常规地图操作前后的不变性,提出一种鲁棒的矢量地图可逆水印算法。算法首先利用道格拉斯—普克方法将要素点分为特征点与非特征点两类,在此基础上计算每个非特征点与其相邻前后特征点连线所构成的夹角。在水印嵌入时,利用该夹角来映射水印比特位,并通过调整非特征点坐标来对该夹角进行调制以实现水印信息的嵌入。实验表明该算法所生成的水印具有一般可逆水印的不可感知性与可逆性,同时,对旋转、平移、要素排序、裁剪、压缩、简化等攻击也具有较好的鲁棒性。     

遥感大数据实时渲染与交互可视化研究

数据可视化是遥感应用的重要服务出口。针对静态的预生成瓦片地图难以满足数据查看、地图配置、空间分析等专业应用问题,本文提出了一套面向遥感大数据的实时渲染与交互可视化的解决方案。在渲染节点构建影像的渲染瓦片结构,以提高数据的读取速度;在可视化服务上,提出“数据-计算”相一致的负载均衡策略,优化地图的渲染效率;在可视化服务方面,设计交互的地图服务接口。与传统技术的对比分析表明,该解决方案不但实现了遥感大数据的实时渲染与交互可视化,并且达到了与预生成瓦片地图服务相当的服务性能。基于这一解决方案,研发了遥感大数据的动态可视化原型,并在影像数据实时查看、可视化计算、可视化分析等方面开展了示范应用。     

交通路况基态修正模型及其效率分析

 交通路况在时间上和空间上具有连续变化的特征,在时空维度上对交通路况进行高分辨率采样得到的数据,对研究交通路况的时空动态十分有利。但长时间大范围的高分辨率交通路况信息数据量巨大,给数据的组织和管理带来了困难。目前,尚没有一种成熟的时空数据模型对高时空分辨率交通路况数据进行高效(顾及数据存储与访问效率)的组织管理。本文提出一种基于线性参照系统的交通路况基态修正模型。此模型应用基态修正模型的基本思想,在时间维度上对交通路况数据进行无损压缩,又引入动态分段技术和线性参照系统,以路划作为交通路况载体,在空间维度上对交通路况数据进行压缩存储。利用成都市区真实交通路况数据,本文验证了此模型的有效性,比较了6种不同参数下交通路况基态修正模型的存储和访问效率,给出了最佳模型建议。     

基于FushionCharts与ArcIMS的统计制图与应用分析

随着Internet与WebGIS的迅速发展,WebGIS统计专题图应用越来越广泛。ArcIMS提供了一种制作统计专题图的功能,并通过网络进行发布的途径,但其统计专题图制作功能尚不完善。本文针对这一情况,介绍了一种FusionCharts图表组件与ArcIMS结合制作统计专题图的方法。该方法有两个关键技术点:第一是采用面向对象的技术,将源数据转化成FusionChart图表支持的XML数据格式这一过程封装成函数;第二是先将矢量地图与统计图表生成分开,矢量地图在服务器端生成,然后,调用已封装函数将每个图表所需数据转化成XML数据流并与矢量地图一起发送到客户端,最后,客户端flash插件解析XML并生成图表,与矢量地图叠加生成统计专题图。最后以北京都市型现代信息平台为例,对FushionCharts与ArcIMS结合制件统计专题图进行了应用,实践表明,此法相对于传统ArcIMS制作统计专题图不仅使用简单、生成的图表类型多样、动态而美观,且制图速度快。     

矢量瓦片在线制图的地图标注研究

为了解决矢量瓦片在线制图过程中遇到的注记标注问题,从矢量瓦片数据和地图样式配置两方面提出了一套处理方法,包括基于分类与分层的注记配置、基于注记优先级的图层顺序配置以及基于注记类型的分类优化配置。通过实验证明运用该方法可以在注记压盖和分布方面优化注记的标注,增强了地图的易读性、美观性与清晰性。     

一种开源软件集成的空间矢量数据在线采集方法

空间数据是GIS应用的基础,经济高效地从网络获取空间数据具有重要意义。文章主要研究了网络地图环境下利用Web GIS技术和开源软件实现空间矢量数据在线采集和数据库存储的方法和技术。并且使用Google Map API、Ajax技术和Apache、My SQL开源软件开发一个基于Web平台的原型系统,实现了基于网络地图的矢量数据的在线获取、数据库存储、在线显示和数据库访问服务接口等功能,为获取空间数据提供了一种新方法。