一种电子海图的快速显示方法技术

本发明专利技术提供的是一种电子海图的快速显示方法。第一步，海图初始化设置；第二步，建立海图文件管理类；第三步，内存位图绘制；第四步，用双缓冲池将拼图时会出现的海图数据文件预先读入内存，对调入的海图设定权值，根据权值删除文件，更新缓冲区，查找内存中海图顺序。本发明专利技术采取内存位图策略，避免了移动过程中持续重绘，加快了海图移动速度；基于双缓冲池策略，在海图缩放操作过程中，可快速调用新海图，提高显示速度；支持国际标准Ｓ－５７格式电子海图的快速显示，具有较强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种地理信息的显示方法，特别涉及一种国际标准S-57格式电 子海图快速显示方法。
技术介绍
电子海图系统(Electronic Chart System，ECS)是随着航海事业及科技的发展而 产生的一种集成式的实时导航信息系统，被认为是继雷达/ARPA之后近10年来在航海领域 又一项伟大的技术革命。按照国际海道测量组织(IHO)的定义电子海图系统是一种将海 图信息、定位信息、雷达信息、船舶动态参数集于一体的图文并茂的航海自动化系统。它由 电子海图数据文件、控制显示设备、专用软件和外接传感器构成。国内各个厂商也推出了许 多ECDIS系统，但这些ECDIS采用的电子海图数据均采用自己的格式，导致各个厂商之间的 ECDIS系统的电子数据无法通用，降低了系统的通用性和兼容性。为此国际海道测量组织 (IHO)于1992年通过了《S-57篇IHO数字测量数据传输标准》，该标准旨在对各国海道部门 之间用于交换数字化海道数据以及将这些数据传递给生产厂商、航海者和其它数据用户的 标准加以说明。电子海图系统作为海洋信息的显示平台，可以详尽的描述指定海域的实际地物特 征信息。随着电子海图技术的日益发展，其应用领域不断扩大。电子海图是以地图数据为 基础，通过一定的硬件和软件在电子屏幕上显示可视的地图，电子海图是反映空间信息特 征的一种有效方式，与数据库技术、多媒体技术、超文本技术等相结合，得到了广泛的应用， 电子海图的显示速度直接影响着用户对相关开发软件的信任程度，快速显示能给用户带来 良好的效果。在电子海图快速显示方法研究方面，CNKI数据库中收录的张勇刚的论文《电子海 图快速拼图显示技术研究》中，提出电子海图快速拼图原理和方法。主要针对影响海图调图 速度的瓶颈——读文件操作和画图操作，提出了解决方法。首先采用文件索引管理，减少对 硬盘的读写操作；其次采用内存位图拷贝方法，减少海图实时更新过程中重画海图的次数。然而该论文中并没有针对海图缩放过程中快速读取文件提出改进，当缩放到要更 换图时才开始重新搜索海图，产生延时现象。另外，论文解决的不是国际标准S-57海图快 速显示问题，因此实用性较弱。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能加快了海图移动速度，提高显示速度，支持国际标 准S-57格式电子海图，具有较强实用性的电子海图的快速显示方法。本专利技术的目的是这样实现的具体实施步骤包括步骤1 海图初始化设置在更换海图的前提下，以海图初始显示比例为当前基准，每次缩放以1.5倍为单 位，最大放大4倍，缩小最小为0. 5倍，超出如上所述范围，则搜索下一比例尺海步骤2 建立海图文件管理类(1)创建海图索引文件通过读取海图文件的文件头，得到海图的基本要素值，建 立一个海图索引文件，将读取的数据以结构体的方式存入索引文件中，结构体要素包括图 ID号、图名、南北西东坐标、比例尺、坐标乘数因子、3D水深乘数因子；(2)建立比例尺链表结构体ScaleNode 将按照比例尺从大到小建立十字链表，对 海图索引文件进行遍历，排序生成最终的海图索引文件，结构体MapNode包含海图基本数 据结构体和preNode、nextNode指针；步骤3:内存位图绘制现有系统中的海图显示视口为1024*768像素大小，视口在x，y方向上的宽和高分 别为length_X、Width_y，首先在内存中开辟一块大小为屏幕4倍大小矩形区域的即宽高分 别为 2* 1 ength_x，2*wi dth_y，面积为(2*1 ength_x) * (2*wi dth_y)，海图移动时，并不重绘 屏幕，而只将内存位图移动到当前屏幕视口，在鼠标移动海图完成后，更新位图；步骤4:双缓冲池在内存中构造两个缓冲池移动缓冲池和缩放缓冲池，用来将拼图时会出现的海 图数据文件预先读入内存，对调入的海图设定权值，根据权值删除文件，更新缓冲区，查找 内存中海图顺序，先从移动缓冲池中查找，其次在从缩放缓冲池中查找，若不在读入相应内 存；1、针对移动海图缓冲池管理方法如下建立一个大小为5的指针数组，作为内存海图文件的索引表，由海图索引文件管 理类将需要拼图的进行计算，判断相交区域，确定需要拼图，将其放入内存海图文件索引表 中，拼图方法为(1)根据当前显示海图的比例尺，从海图索引文件管理类中索引该比例尺链表的 表头查找，读出海图基本信息，得到海图边界南北西东的大地坐标，构成包含此海图区域的 最小矩形；(2)拼图策略将使用内存位图进行判断，将内存位图矩形坐标转换为同一坐标系 下的坐标，这里统一转换为大地坐标，判断两矩形是否相交，相交则将其读入缓冲池海图索 引文件的索引表中；(3)对每一幅海图设置一个优先权值，优先级取决于此海图在绘制中被调用的次 数，优先级的取值范围为{0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}，每次更新绘图时，首先将内存中所有海 图的优先权值减1，然后在绘图过程中将用到的每一幅海图由显示的优先级设为9，每次读 入时的优先权值初值赋为5，若优先权值< 0，则赋予优先权值=0 ；2、针对缩放海图缓冲池管理方法如下(1)以海图放大情况考虑，相对初始显示海图，第一次点击为1.5倍，第二次为 2. 25倍，第三次为3. 375倍，第四次为5. 0625倍，将被强制赋值为4倍，否则搜索更大比例 尺海图，设置一个哨兵，用于判定是否超过该值，设为3. 3 ；(2)以海图缩小情况考虑，相对初始显示海图，第一次点击为0. 67倍，下一次点击 为0. 44倍，将被强制赋值为0. 5倍，若图形已放大至4倍大小，第一次为2. 67倍，第二次为 1. 78倍，第三次为1. 18倍，第四次为0. 79倍，第五次为0. 53倍，第六次点击为0. 35倍，将 被强制赋值为0.5倍，否则搜索更大比例尺海图，设置一个哨兵，用于判定是否小于该值，设为0. 7 ；(3)对每一幅海图设置一个优先权值，优先级的取值范围为{0，1，2，3，4，5}，每次 和哨兵值进行判断，需要读入数据时，首先将内存中所有海图的优先权值减1，然后在绘图 过程中将用到的每一幅海图由显示的优先级设为5，每次读入时的优先权值初值赋为3，若 优先权值< 0，则赋予优先权值=0。本专利技术的要点主要体现在1、设计了海图数据文件管理类。该海图文件管理类，可以更方便地进行文件查找， 在拼图时快速遍历海图文件；针对不同比例尺海图，建立了双向十字链表索引结构对不同 比例尺海图进行管理。2、内存位图策略。内存位图策略主要是为加快海图移动速度设计的，设置一个4 倍屏幕大小的位图，将所画的海图显示在位图中心。在海图移动的过程中并不重绘，待移动 完成后再重绘，可避免移动过程中持续重绘。3、双缓冲池策略。双缓冲池策略是为加快缩小和放大海图的显示速度，将所需要 的海图进行预先读取，分别放入不同的内存缓冲池中。一个缓冲池用于存放当前比例尺的 海图，便于海图在移动后直接从内存中读取海图数据，以便快速拼图显示；另一个用于存放 海图缩放后要用到的海图，便于快速调用显示。本专利技术的有益效果为采取内存位图策略，避免了移动过程中持续重绘，加快了海 图移动速度；基于双缓冲池策略，在海图缩放操作过程中，可快速调用新海图，提高显示速 度；支持国际标准S-57格式电子海图的快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子海图的快速显示方法，其特征是具体实施步骤包括：步骤１：海图初始化设置在更换海图的前提下，以海图初始显示比例为当前基准，每次缩放以１．５倍为单位，最大放大４倍，缩小最小为０．５倍，超出如上所述范围，则搜索下一比例尺海图；步骤２：建立海图文件管理类（１）创建海图索引文件：通过读取海图文件的文件头，得到海图的基本要素值，建立一个海图索引文件，将读取的数据以结构体的方式存入索引文件中，结构体要素包括：图ＩＤ号、图名、南北西东坐标、比例尺、坐标乘数因子、３Ｄ水深乘数因子；（２）建立比例尺链表结构体ＳｃａｌｅＮｏｄｅ：将按照比例尺从大到小建立十字链表，对海图索引文件进行遍历，排序生成最终的海图索引文件，结构体ＭａｐＮｏｄｅ包含海图基本数据结构体和ｐｒｅＮｏｄｅ、ｎｅｘｔＮｏｄｅ指针；步骤３：内存位图绘制现有系统中的海图显示视口为１０２４＊７６８像素大小，视口在ｘ，ｙ方向上的宽和高分别为ｌｅｎｇｔｈ＿ｘ、ｗｉｄｔｈ＿ｙ，首先在内存中开辟一块大小为屏幕４倍大小矩形区域的即宽高分别为２＊ｌｅｎｇｔｈ＿ｘ，２＊ｗｉｄｔｈ＿ｙ，面积为（２＊ｌｅｎｇｔｈ＿ｘ）＊（２＊ｗｉｄｔｈ＿ｙ），海图移动时，并不重绘屏幕，而只将内存位图移动到当前屏幕视口，在鼠标移动海图完成后，更新位图；步骤４：双缓冲池在内存中构造两个缓冲池：移动缓冲池和缩放缓冲池，用来将拼图时会出现的海图数据文件预先读入内存，对调入的海图设定权值，根据权值删除文件，更新缓冲区，查找内存中海图顺序，先从移动缓冲池中查找，其次在从缩放缓冲池中查找，若不在读入相应内存。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉新，蒋聪，张振兴，刘厂，高峰，沈志峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]