PDF瓦片地图及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种PDF瓦片地图及制作方法。PDF瓦片地图采用瓦片金字塔模型以PDF格式存储具有地图表达的图形信息和可交互的地理信息，具有PDF地图全部特征，制作方法主要包括：首先建立PDF瓦片地图金字塔模型，然后将其他投影的PDF地图经过投影变换为Web墨卡托投影PDF地图，最后基于PDF瓦片地图金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，对具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图进行拼接处理，最终得到PDF瓦片地图。本发明专利技术中的PDF瓦片地图既能够提供多级栅格瓦片地图服务，又具备地理要素交互能力，通过瓦片化处理将PDF地图无缝组织管理并提供多种地图可视化服务，使PDF地图的使用不再受图幅限制。

PDF tile map and making method

The invention relates to a PDF tile map and a manufacturing method thereof. PDF tile map uses tile pyramid model to store graphic information and interactive geographic information in PDF format. It has all the features of PDF map. The method of making PDF Tile Map includes: firstly, the pyramid model of PDF tile map is established, and then other projected PDF map is transformed into Web Mercator projected PD by projection. Finally, based on the PDF Tile Map pyramid model, the Web Mercator projection PDF map is clipped, and the PDF tile map with the same tile coordinates is mosaic processed, and finally the PDF tile map is obtained. The PDF Tile Map in the invention can not only provide multi-level raster Tile Map service, but also have the interactive ability of geographical elements. The PDF map is seamlessly organized and managed by tile processing and provides a variety of map visualization services, so that the use of PDF map is no longer restricted by map amplitude.

【技术实现步骤摘要】
PDF瓦片地图及制作方法
本专利技术属于PDF地图
，具体涉及一种PDF瓦片地图及制作方法。
技术介绍
PDF(portabledocumentformat)是Adobe公司开发设计的一种广泛使用的电子文档格式，其显著特点是在不同设备上可以保持相同的显示效果。GeoPDF是雷顿图形公司(LaytonGraphics)的子公司TerraGo技术公司的注册商标，正快速地成为地图分发的首先格式，OGC组织已经将GeoPDF作为了推荐的地图编码标准。目前，GeoPDF的使用都是基于单幅图的，用户浏览GeoPDF时只能被局限于一个GeoPDF文件内，这是GeoPDF使用时一个很大的缺陷。PDF地图是国内研究GeospatialPDF的重要成果，其制作和使用同GeoPDF类似。地图“瓦片”技术是迄今解决互联网地图服务的主要途径，目前主流的网络地图都采用栅格瓦片的形式将地图图片发布在客户端。考虑到栅格瓦片存在数据总量庞大、缺乏对地理要素的交互能力等不足，基于矢量数据的网络地图的研究逐渐成为热点问题，“矢量瓦片”地图相继出现。通常，矢量瓦片地图采用图示表达的方式，以地理要素为基础，通过建立符号映射机制快速获得符号化地图，但是这种符号化地图效果远不如经过编辑处理的用于出版的标准地图。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本专利技术的目的是提供一种PDF瓦片地图及制作方法，用于拓展GeoPDF和PDF地图的使用模式，弥补目前的栅格瓦片数据总量庞大、缺乏地理要素交互能力和矢量瓦片缺乏地图表达能力的不足。PDF瓦片地图采用瓦片金字塔模型以PDF格式存储具有地图表达的图形信息和可交互的地理信息，具有PDF地图全部特征。PDF瓦片地图制作方法主要包括：首先建立PDF瓦片地图金字塔模型，然后将其他投影的PDF地图经过投影变换为Web墨卡托投影PDF地图，最后基于瓦片金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，对具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图进行拼接处理，最终得到PDF瓦片地图。本专利技术所采用的技术方案为：PDF瓦片地图，其特征在于：所述PDF瓦片地图采用瓦片金字塔模型以PDF格式存储具有地图表达的图形信息和可交互的地理信息，具有PDF地图全部特性，既能够提供多级栅格瓦片地图服务，又具备地理要素交互能力，通过瓦片化处理将PDF地图无缝组织管理并提供多种地图可视化服务，使PDF地图的使用不再受图幅限制。如所述的PDF瓦片地图的制作方法，其特征在于：PDF瓦片地图的制作方法由以下步骤实现：采用瓦片金字塔模型以PDF格式分块存储PDF地图，首先建立PDF瓦片地图金字塔模型，然后将其他投影的PDF地图经过投影变换为Web墨卡托投影PDF地图，最后基于PDF瓦片地图金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，对具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图进行拼接处理，最终得到PDF瓦片地图。具体包括以下步骤：步骤1：建立PDF瓦片地图金字塔模型，具体包括：(1)建立Web墨卡托投影坐标变换对象；(2)划分PDF瓦片地图金字塔级别，将Web墨卡托投影坐标变换为金字塔级别中某级别Z下的瓦片坐标对应的PDF瓦片地图的用户坐标；步骤2：PDF地图投影变换为Web墨卡托投影，具体包括：(1)利用PDF地图解析器解析高斯投影PDF地图文件，得到高斯投影PDF地图对象；(2)建立高斯投影PDF地图向Web墨卡托投影PDF地图的坐标变换模型；(3)提取PDF地图页面内所有图形对象，利用坐标变换模型对图形对象中点坐标进行坐标变换；(4)设置页面大小、地图投影参数及变换矩阵参数，保存Web墨卡托投影PDF地图文件。步骤3：基于PDF瓦片地图金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，具体包括：(1)利用PDF地图对象，获取地图比例尺和图幅范围，计算并返回图幅范围覆盖的瓦片坐标列表；(2)基于瓦片坐标列表，利用PDF页面裁剪技术对PDF地图页面内图形对象进行裁剪处理；步骤4：获取并拼接由相邻图幅裁剪得到的具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图。所述步骤1(1)，建立Web墨卡托投影坐标变换对象，具体由以下步骤实现：PDF瓦片地图金字塔模型取一个正方形区域，因此，在采用墨卡托投影时将地球看作一个球体，将赤道作为标准纬线，本初子午线作为中央经线，两者交点为坐标原点，向东为X轴正向，向北为Y轴正向，其投影公式如公式1所示：其中：R＝6378137米，即地球半径；λ—经度，单位为弧度；—纬度，单位为弧度；所述步骤1(2)，划分PDF瓦片地图金字塔级别，将Web墨卡托投影坐标变换为金字塔级别中某级别Z下的瓦片坐标对应的PDF瓦片地图的用户坐标，具体由以下步骤实现：PDF瓦片地图采用Web墨卡托投影，地图范围为一个正方形区域，边长是：40075016.686米，纬度范围：-85.05°至85.05°，经度范围：-180°至180°；瓦片分块具体为：①将地图范围等分成49块，作为PDF瓦片地图的第1级，对应的地图比例尺为1:100万；②将第1级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第2级，对应的地图比例尺为1:25万；③将第2级的每块等分成43块，作为PDF瓦片地图的第3级，对应的地图比例尺为1:5万；④将第3级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第4级，对应的地图比例尺为1:1万；⑤将第4级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第5级，对应的地图比例尺为1:2千；PDF瓦片地图的瓦片坐标原点在经度和纬度均为0的位置，以PDF瓦片左下角点为参考点，瓦片坐标(Z,X,Y)，其中：Z为PDF瓦片地图级别，共1-5级；X、Y为整数，从0开始；X水平，Y垂直，坐标原点向上和向右为正，向下和向左为负，即东经X取正值、西经X取负值、北纬Y取正值、南纬Y取负值；PDF瓦片地图坐标变换为：经纬度坐标与Web墨卡托投影坐标由公式1直接相互变换，并且与PDF瓦片地图级别无关；Web墨卡托投影坐标在某一PDF瓦片地图级别下变换为瓦片坐标和用户坐标；Web墨卡托投影坐标(x,y)变换为某级别Z下的瓦片坐标(X,Y)，如公式2所示：式中，R为地球半径，d为瓦片边长，INT表示对括号里的数值取整，即舍去小数点后面的部分；Web墨卡托投影坐标(x,y)变换为某级别Z下的瓦片坐标(X,Y)对应的PDF瓦片地图的用户坐标(Ux,Uy)，如公式3所示：式中，K为某级别Z下的地图比例尺分母。所述步骤2(1)，利用PDF地图解析器解析高斯投影PDF地图文件，得到高斯投影PDF地图对象，具体由以下步骤实现：PDF地图对象包含PDF文档结构树对象和PDF地图空间参考对象，PDF文档结构树主要包含PDF地图页面节点，PDF地图空间参考主要实现将页面内图形对象的用户坐标变换为投影坐标和经纬度坐标；所述步骤2(2)，建立高斯投影PDF地图向Web墨卡托投影PDF地图的坐标变换模型，具体由以下步骤实现：针对高斯投影PDF地图，利用PDF地图对象：①获取高斯投影PDF地图比例尺为1:K；②获取高斯投影PDF地图图幅范围地理经纬度，即内图廓左下角点的经纬度坐标右上角点的经纬度坐标③利用公式1，将经纬度坐标变换为Web墨卡托投影坐标(x1,y1)、(x2,y2)；高斯投影PDF地图变换为Web墨卡托投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.PDF瓦片地图，其特征在于：所述PDF瓦片地图采用瓦片金字塔模型以PDF格式存储具有地图表达的图形信息和可交互的地理信息，具有PDF地图全部特性，既能够提供多级栅格瓦片地图服务，又具备地理要素交互能力，通过瓦片化处理将PDF地图无缝组织管理并提供多种地图可视化服务，使PDF地图的使用不再受图幅限制。

【技术特征摘要】
1.PDF瓦片地图，其特征在于：所述PDF瓦片地图采用瓦片金字塔模型以PDF格式存储具有地图表达的图形信息和可交互的地理信息，具有PDF地图全部特性，既能够提供多级栅格瓦片地图服务，又具备地理要素交互能力，通过瓦片化处理将PDF地图无缝组织管理并提供多种地图可视化服务，使PDF地图的使用不再受图幅限制。2.如权利要求1所述的PDF瓦片地图的制作方法，其特征在于：PDF瓦片地图的制作方法由以下步骤实现：采用瓦片金字塔模型以PDF格式分块存储PDF地图，首先建立PDF瓦片地图金字塔模型，然后将其他投影的PDF地图经过投影变换为Web墨卡托投影PDF地图，最后基于PDF瓦片地图金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，对具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图进行拼接处理，最终得到PDF瓦片地图。3.根据权利要求2所述的PDF瓦片地图的制作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：建立PDF瓦片地图金字塔模型，具体包括：(1)建立Web墨卡托投影坐标变换对象；(2)划分PDF瓦片地图金字塔级别，将Web墨卡托投影坐标变换为金字塔级别中某级别Z下的瓦片坐标对应的PDF瓦片地图的用户坐标；步骤2：PDF地图投影变换为Web墨卡托投影，具体包括：(1)利用PDF地图解析器解析高斯投影PDF地图文件，得到高斯投影PDF地图对象；(2)建立高斯投影PDF地图向Web墨卡托投影PDF地图的坐标变换模型；(3)提取PDF地图页面内所有图形对象，利用坐标变换模型对图形对象中点坐标进行坐标变换；(4)设置页面大小、地图投影参数及变换矩阵参数，保存Web墨卡托投影PDF地图文件。步骤3：基于PDF瓦片地图金字塔模型对Web墨卡托投影PDF地图进行裁剪处理，具体包括：(1)利用PDF地图对象，获取地图比例尺和图幅范围，计算并返回图幅范围覆盖的瓦片坐标列表；(2)基于瓦片坐标列表，利用PDF页面裁剪技术对PDF地图页面内图形对象进行裁剪处理；步骤4：获取并拼接由相邻图幅裁剪得到的具有相同瓦片坐标的PDF瓦片地图。4.根据权利要求3所述的PDF瓦片地图的制作方法，其特征在于：所述步骤1(1)，建立Web墨卡托投影坐标变换对象，具体由以下步骤实现：PDF瓦片地图金字塔模型取一个正方形区域，因此，在采用墨卡托投影时将地球看作一个球体，将赤道作为标准纬线，本初子午线作为中央经线，两者交点为坐标原点，向东为X轴正向，向北为Y轴正向，其投影公式如公式1所示：其中：R＝6378137米，即地球半径；λ—经度，单位为弧度；—纬度，单位为弧度；所述步骤1(2)，划分PDF瓦片地图金字塔级别，将Web墨卡托投影坐标变换为金字塔级别中某级别Z下的瓦片坐标对应的PDF瓦片地图的用户坐标，具体由以下步骤实现：PDF瓦片地图采用Web墨卡托投影，地图范围为一个正方形区域，边长是：40075016.686米，纬度范围：-85.05°至85.05°，经度范围：-180°至180°；瓦片分块具体为：①将地图范围等分成49块，作为PDF瓦片地图的第1级，对应的地图比例尺为1:100万；②将第1级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第2级，对应的地图比例尺为1:25万；③将第2级的每块等分成43块，作为PDF瓦片地图的第3级，对应的地图比例尺为1:5万；④将第3级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第4级，对应的地图比例尺为1:1万；⑤将第4级的每块等分成42块，作为PDF瓦片地图的第5级，对应的地图比例尺为1:2千；PDF瓦片地图的瓦片坐标原点在经度和纬度均为0的位置，以PDF瓦片左下角点为参考点，瓦片坐标(Z,X,Y)，其中：Z为PDF瓦片地图级别，共1-5级；X、Y为整数，从0开始；X水平，Y垂直，坐标原点向上和向右为正，向下和向左为负，即东经X取正值、西经X取负值、北纬Y取正值、南纬Y取负值；PDF瓦片地图坐标变换为：经纬度坐标与Web墨卡托投影坐标由公式1直接相互变换，并且与PDF瓦片地图级别无关；Web墨卡托投影坐标在某一PDF瓦片地图级别下变换为瓦片坐标和用户坐标；Web墨卡托投影坐标(x,y)变换为某级别Z下的瓦片坐标(X,Y)，如公式2所示：式中，R为地球半径，d为瓦片边长，INT表示对括号里的数值取整，即舍去小数点后面的部分；Web墨卡托投影坐标(x,y)变换为某级别Z下的瓦片坐标(X,Y)对应的PDF瓦片地图的用户坐标(Ux,Uy)，如公式3所示：式中，K为某级别Z下的地图比例尺分母。5.根据权利要求3所述的PDF瓦片地图的制作方法，其特征在于：所述步骤2(1)，利用PDF地图解析器解析高斯投影PDF地图文件，得到高斯投影PDF地图对象，具体由以下步骤实现：PDF地图对象包含PDF文档结构树对象和PDF地图空间参考对象，PDF文档结构树主要包含PDF地图页面节点，PDF地图空间参考主要实现将页面内图形对象的用户坐标变换为投影坐标和经纬度坐标；所述步骤2(2)，建立高斯投影PDF地图向Web墨卡托...

【专利技术属性】
技术研发人员：周校东，黄利民，何列松，谢鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一五四零部队，
类型：发明
国别省市：陕西,61