基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法技术

本发明专利技术提供一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，包括：服务器得到每个矢量数据所对应的n条矢量数据属性组；服务器接收前端发送的空间数据查询请求；服务器基于所述查询关键字，获得每条矢量数据在当前比例尺下的1条矢量数据属性组；服务器预定义聚类规则，然后，基于所述聚类规则，对绑定有矢量数据属性组的格网进行聚类计算，得到若干个聚类，并计算得到每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量，前端根据预定义的数据渲染规则，进行渲染。优点为：可以较为完整地实现大数据可视化分析中矢量数据快速显示、多尺度动态渲染以及无数据压盖显示等需求，从而提高客户使用体验。

Spatial rendering method of multi scale massive data based on Grid

The invention provides a multi-scale mass data space rendering method based on grid, including: server corresponding to each vector data of N vector data attribute group; spatial data receiving front-end to send the query request server; server based on the query key words, each vector data in the current scale of 1 vector data the attribute group server; predefined clustering rule, then the clustering rules based on vector data attribute group grid clustering calculation of binding, some clustering, and calculate the number of vector data set of attributes for each cluster by cluster center and the geographical coordinates of each cluster contains the front-end data according to the predefined rendering rules the rendering. The utility model has the advantages that the requirements of vector data rapid display, multi-scale dynamic rendering, and no data gland display can be realized in the visualization and analysis of large data, thereby improving the customer experience.

【技术实现步骤摘要】
基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法
本专利技术属于数据渲染
，具体涉及一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法。
技术介绍
矢量数据属于GIS的基本数据类型之一，具有数据结构紧凑、冗余度低、表达精度高以及有利于检索分析等诸多优点，在GIS中得到了广泛的应用，已广泛应用于城市规划、交通运输、军事公安和水利电力等领域。如何快速、有效的渲染矢量数据，已成为当前GIS空间数据可视化的一个重要研究方向。国内外开发人员设计和实现了多种海量数据的空间渲染技术，其中较为常见的包括三种：第一种：服务器端渲染技术。服务器端渲染技术，是指：将数据以服务的方式提供给客户端进行展现，其优点是支持利用查询条件来定义显示的内容，并实时返回地图，网络传输小；缺点是数据量大时，生成地图速度慢，数据点之间的显示容易相互压盖、不美观。第二种：浏览器端聚合渲染技术。浏览器端聚合渲染技术，是指：将数据直接传送到客户端进行展示。该方法有效规避了数据压盖显示的弊端，渲染效果美观；但在海量数据面前，会出现网络传输量大、时间长的问题，并且，前端聚合统计计算花费时间长，浏览器内存占用大，甚至会影响地图的基本操作。第三种：浏览器端麻点渲染技术。浏览器端麻点渲染技术，是指：在一些地图平台广泛采用，但数据量很大的时候也容易出现浏览器卡死的现象，并且数据密集时显示不美观。可见，上述三种数据空间渲染技术，均不能完全解决大数据可视化分析时对于点数据的快速显示、条件查询支持、多比例尺动态渲染，以及无数据压盖显示的需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，包括以下步骤：步骤1，服务器预置格网边长、n级比例尺以及每级比例尺所对应的实际比例尺值；其中，n级比例尺是指n个级别的比例尺，分别为第0级比例尺、第1级比例尺…第n-1级比例尺；n为自然数；步骤2，服务器通过第1数据库接收并存储海量矢量数据；其中，每个所述矢量数据均包括地理坐标以及附属属性；步骤3，服务器对接收到的每个所述矢量数据均进行以下处理：步骤3.1，令i＝0；步骤3.2，服务器获取第i级比例尺下的地图，并根据所述格网边长，对第i级比例尺下的地图进行格网化处理，得到格网化后的地图；步骤3.3，服务器对格网化后的地图中的每个格网赋予唯一的格网ID；然后，服务器在所述格网化后的地图中定位到所述矢量数据，进而计算得到所述矢量数据所属格网的格网ID以及所属格网的格网中心地理坐标；步骤3.4，服务器在第2数据库中记录矢量数据、比例尺级别、比例尺所对应的实际比例尺值、格网ID以及格网中心地理坐标的对应关系，由此形成一条矢量数据属性组；步骤3.5，令i＝i+1，返回步骤3.2，由此不断循环进行，直到i＝n时，停止循环，由此得到每个矢量数据所对应的n条矢量数据属性组；步骤4，服务器接收前端发送的空间数据查询请求；其中，所述空间数据查询请求携带有当前实际比例尺值以及查询关键字；步骤5，服务器基于所述查询关键字，对所述第2数据库所存储的海量矢量数据进行数据过滤，得到符合查询关键字的m条矢量数据；其中，m为自然数；步骤6，服务器对于步骤5得到的每条矢量数据，继续查找与其绑定的n条矢量数据属性组，获得每条矢量数据在当前比例尺下的1条矢量数据属性组；步骤7，由于步骤6得到的每条矢量数据属性组均包含有格网ID，因此，服务器对步骤6得到的m条矢量数据属性组进行统计分析，统计得到在当前比例尺下每个格网所包含的矢量数据属性组的数量；步骤8，服务器预定义聚类规则，然后，基于所述聚类规则，对绑定有矢量数据属性组的格网进行聚类计算，得到若干个聚类，并计算得到每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量；步骤9，所述服务器将每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量发送给前端；步骤10，前端接收每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组，并在当前比例尺地图上，根据聚类中心点地理坐标定位到每个聚类中心；然后，前端根据预定义的数据渲染规则，对每个聚类中心进行渲染，得到渲染结果图；其中，所述数据渲染规则与每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量相关。优选的，步骤6具体为：服务器判断前端当前实际比例尺值是否与某级比例尺所对应的实际比例尺值相等，如果相等，则该条矢量数据在该级比例尺下的矢量数据属性组，即为最终获得的矢量数据在当前比例尺下的矢量数据属性组；如果不相等，则得到与当前实际比例尺值最接近的某级比例尺，该条矢量数据在该级比例尺下的矢量数据属性组，即为最终获得的矢量数据在当前比例尺下的矢量数据属性组。优选的，步骤8具体为：步骤8.1，设绑定有矢量数据属性组的格网数量为x个，依次记为格网1、格网2…格网x；步骤8.2，服务器预定义最小容差d；步骤8.3，服务器从屏幕原点开始首先定位到格网i，然后，判断格网i周围是否存在其他任意的格网j，使格网j到格网i的距离小于等于最小容差d；如果存在，则执行步骤8.4；其中，i、j∈(1、2…x)；步骤8.4，设格网i包含的矢量数据属性组的数量为w1个，格网i的中心点为O1，其地理坐标为(xO1，yO1)；设格网j包含的矢量数据属性组的数量为w1个，格网j的中心点为O2，其地理坐标为(xO2，yO2)；则：设格网i和格网j的聚类中心O3的地理坐标为(xO3，yO3)，通过以下公式计算得到：xO3＝(xO1*w2+xO2*w1)/(w1+w2)；yO3＝(yO1*w2+yO2*w1)/(w1+w2)；聚类中心O3所对应的聚类成员数量为w1+w2；步骤8.5，然后，继续判断聚类中心O3周围是否存在其他任意的格网k，使格网k到聚类中心O3的距离小于等于最小容差d，如果存在，则根据步骤8.4原理计算得到新的聚类中心和新的聚类成员数；如果不存在，则选择定位下一个格网，并重复执行步骤8.3-步骤8.5，直到所有格网均参与聚类计算。优选的，步骤9具体为：所述服务器将每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量进行Gzip压缩处理，得到压缩数据包，并将所述压缩数据包发送给前端。优选的，所述数据渲染规则为：以每个聚类中心为圆心作直径为D的圆，并在圆中填充预置的颜色，同时在圆中标注矢量数据属性组的数量；其中，直径D的数值与每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量正相关。本专利技术提供的基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法具有以下优点：可以较为完整地实现大数据可视化分析中矢量数据快速显示、多尺度动态渲染以及无数据压盖显示等需求，从而提高客户使用体验。附图说明图1为本专利技术提供的基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法的流程示意图；图2为本专利技术提供的基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法的具体示例图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，可以较为完整地实现大数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，服务器预置格网边长、n级比例尺以及每级比例尺所对应的实际比例尺值；其中，n级比例尺是指n个级别的比例尺，分别为第0级比例尺、第1级比例尺…第n‑1级比例尺；n为自然数；步骤2，服务器通过第1数据库接收并存储海量矢量数据；其中，每个所述矢量数据均包括地理坐标以及附属属性；步骤3，服务器对接收到的每个所述矢量数据均进行以下处理：步骤3.1，令i＝0；步骤3.2，服务器获取第i级比例尺下的地图，并根据所述格网边长，对第i级比例尺下的地图进行格网化处理，得到格网化后的地图；步骤3.3，服务器对格网化后的地图中的每个格网赋予唯一的格网ID；然后，服务器在所述格网化后的地图中定位到所述矢量数据，进而计算得到所述矢量数据所属格网的格网ID以及所属格网的格网中心地理坐标；步骤3.4，服务器在第2数据库中记录矢量数据、比例尺级别、比例尺所对应的实际比例尺值、格网ID以及格网中心地理坐标的对应关系，由此形成一条矢量数据属性组；步骤3.5，令i＝i+1，返回步骤3.2，由此不断循环进行，直到i＝n时，停止循环，由此得到每个矢量数据所对应的n条矢量数据属性组；步骤4，服务器接收前端发送的空间数据查询请求；其中，所述空间数据查询请求携带有当前实际比例尺值以及查询关键字；步骤5，服务器基于所述查询关键字，对所述第2数据库所存储的海量矢量数据进行数据过滤，得到符合查询关键字的m条矢量数据；其中，m为自然数；步骤6，服务器对于步骤5得到的每条矢量数据，继续查找与其绑定的n条矢量数据属性组，获得每条矢量数据在当前比例尺下的1条矢量数据属性组；步骤7，由于步骤6得到的每条矢量数据属性组均包含有格网ID，因此，服务器对步骤6得到的m条矢量数据属性组进行统计分析，统计得到在当前比例尺下每个格网所包含的矢量数据属性组的数量；步骤8，服务器预定义聚类规则，然后，基于所述聚类规则，对绑定有矢量数据属性组的格网进行聚类计算，得到若干个聚类，并计算得到每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量；步骤9，所述服务器将每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量发送给前端；步骤10，前端接收每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组，并在当前比例尺地图上，根据聚类中心点地理坐标定位到每个聚类中心；然后，前端根据预定义的数据渲染规则，对每个聚类中心进行渲染，得到渲染结果图；其中，所述数据渲染规则与每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量相关。...

【技术特征摘要】
1.一种基于格网的多比例尺海量数据空间渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，服务器预置格网边长、n级比例尺以及每级比例尺所对应的实际比例尺值；其中，n级比例尺是指n个级别的比例尺，分别为第0级比例尺、第1级比例尺…第n-1级比例尺；n为自然数；步骤2，服务器通过第1数据库接收并存储海量矢量数据；其中，每个所述矢量数据均包括地理坐标以及附属属性；步骤3，服务器对接收到的每个所述矢量数据均进行以下处理：步骤3.1，令i＝0；步骤3.2，服务器获取第i级比例尺下的地图，并根据所述格网边长，对第i级比例尺下的地图进行格网化处理，得到格网化后的地图；步骤3.3，服务器对格网化后的地图中的每个格网赋予唯一的格网ID；然后，服务器在所述格网化后的地图中定位到所述矢量数据，进而计算得到所述矢量数据所属格网的格网ID以及所属格网的格网中心地理坐标；步骤3.4，服务器在第2数据库中记录矢量数据、比例尺级别、比例尺所对应的实际比例尺值、格网ID以及格网中心地理坐标的对应关系，由此形成一条矢量数据属性组；步骤3.5，令i＝i+1，返回步骤3.2，由此不断循环进行，直到i＝n时，停止循环，由此得到每个矢量数据所对应的n条矢量数据属性组；步骤4，服务器接收前端发送的空间数据查询请求；其中，所述空间数据查询请求携带有当前实际比例尺值以及查询关键字；步骤5，服务器基于所述查询关键字，对所述第2数据库所存储的海量矢量数据进行数据过滤，得到符合查询关键字的m条矢量数据；其中，m为自然数；步骤6，服务器对于步骤5得到的每条矢量数据，继续查找与其绑定的n条矢量数据属性组，获得每条矢量数据在当前比例尺下的1条矢量数据属性组；步骤7，由于步骤6得到的每条矢量数据属性组均包含有格网ID，因此，服务器对步骤6得到的m条矢量数据属性组进行统计分析，统计得到在当前比例尺下每个格网所包含的矢量数据属性组的数量；步骤8，服务器预定义聚类规则，然后，基于所述聚类规则，对绑定有矢量数据属性组的格网进行聚类计算，得到若干个聚类，并计算得到每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量；步骤9，所述服务器将每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组的数量发送给前端；步骤10，前端接收每个聚类的聚类中心点地理坐标以及每个聚类所包含的矢量数据属性组，并在当前比例尺地图上，根据聚类中心点地理坐标定位到每个聚类中心；然后，前端根据预定义的数据渲染规则，对每个聚类中心进行渲染，得到渲染结果图；其中，所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静丽，吕锐，郭鸿飞，康洁，郭晓强，董平，汤怀玉，高杰，李虎，荣超，李显，
申请(专利权)人：新华通讯社，北京捷泰天域信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11