基于GIS的瓦片式地图切图算法的设计与实现

1、2011年第7期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONIT论坛科技信息基于GIS的瓦片式地图切图算法的设计与实现刘冰1谢轲1陈小乐2刘建兴3(1.湖南师范大学资源与环境科学学院湖南长沙410000；2.河南省地质测绘总院河南郑州450000；3.江西核工业测绘院江西南昌330000)【摘要】随着基础地理信息服务的重要性的提高，瓦片技术的应用，提高了地图的浏览、查询、地理分析等访问效率，在地图服务中得到了广泛的应用。本文利用CShape和ArcEngine进行组件式GIS二次开发，实现了瓦片地图切图工作，并在实际工作中得到了验证，取得了较好的效果。【关键词】瓦片；切图0引言随

2、着社会信息化的发展，基础地理信息服务的重要性越来越突出，政府部门非常重视地理空间信息服务工作。传统的WebGIS是实时请求地图服务器传输地图的，该模式消耗资源(网络负载、服务器负载)相对比较大，因此不能满足多用户、高并发的地理空间信息资源共享服务效率的要求。GoogleMaps的出现，打破了人们对传统WebGIS的观点。GoogleMaps是将全球地图和影像采用特定的预切割方式进行切片，并将切好的地图图像存储在服务器上，当用户访问地图时，将从GoogleMaps的服务器上请求图片到本机缓存，这样就很大程度上减轻服务器压力，提高请求数量和访问速度1。为了提高公众服务平台空间信息资源共享的服务效率

3、和能力，开发出对应的瓦片式切图工具，也就成为了我们研究的一个问题。切割，分割成相同大小(如256256像素)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片矩阵；在第0层地图图片的基础上，按每22像素合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，分割成与下一层相同大小的正方形地图瓦片，形成第1层瓦片矩阵；采用同样的方法生成第2层瓦片矩阵；如此下去，直到第N1层，构成整个瓦片金字塔。2.2程序实现已知地图初始切图地理范围和总切图等级,按照切图等级循环计算每行每列的瓦片的地理坐标范围,最后导出图片。（1）计算跨度ePix跨度是指地图在某级别下1像素对应的地图宽度。如在WGS84系统下，在指定最大级别（一

4、般为18级别）下每个屏幕像素代表1度。通过跨度可以统计指定地图范围的像素行列数。1瓦片式地图瓦片式地图分为两种:一种是客户端瓦片技术，即在客户端将本来只需一次请求即将想获得的地图图片分解为多次请求，由客户端将这多次请求获得的地图图片组合起来，拼成一幅完整的地图，但它对服务器和网络的荷载还是相当大的;第二种是服务器端的瓦片技术，即预先在服务器上切割出“金字塔”结构的地图图片，然后让客户端来访问，这种方式不涉及服务器的解析和地图生成过程，而是一个存储的图像加载，因此其速度比客户端瓦片技术和非瓦片式GIS要快得多。这种服务器端的瓦片技术，在服务器上构建好瓦片地图图片库之后，就可以脱离GIS平台，通过

5、现有的互联网技术(如搜索引擎、Ajax、数据库技术等)实现空间位置服务，在实现复杂分析(如缓冲区分析、路径分析)时也可单独重写算法实现，具有很好的应用前景。本文的研究对象是服务器端的瓦片技术，主要探讨服务器端的地图瓦片切图算法的设计与实现。doubleePix=1/Math.Pow(2，highLev-plev);（2）根据指定地图范围（pEnp）和跨度求得指定地图范围的像素行列数（rcount，ccount）。intrcount=(int)(pEnp.YMax-pEnp.YMin)/ePix);intccount=(int)(pEnp.XMax-pEnp.XMin)/ePix);（3）根据指

6、定地图范围（pEnp）和瓦片行列号（i，j）确定切图区范围。doublem_detaXY=ePix*256;midEnpMinX=pEnp.XMin+m_detaXY*i;midEnpMinY=pEnp.YMin+m_detaXY*j;m_cmin=(int)(midEnpMinX/m_detaXY);m_rmin=(int)(midEnpMinY/m_detaXY);m_strartX=m_cmin*m_detaXY;m_strartY=m_rmin*m_detaXY;m_strartY，pOutEnv.PutCoords(m_strartX，(m_detaXY)，m_strartY+(m_

7、detaXY);（4）从切图区范围中分割并保存成PNG图片m_strartX+22.1切图算法设计3算法结果展示设计原理瓦片式地图采用金字塔模型结构（如图1），这是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。本文以北京市地图为例，根据算法将地图文档进行分级切割后生成256*256的PNG图片，按照一定的目录组织结构进行存储，形成对应的瓦片库。经过实践验证，该瓦片库符合金字塔结构设计原理，能够在地图服务平台上展示出来（如图2）。图1引用VirtualEarth的瓦片系统切图时首先检查切图的数据源，切图的数据源采用统一地图投影坐标系的ArcMap地图文档(

8、mxd文档)；其次确定地图服务平台所要求的最大缩放级别数N，把缩放级别最低、地图比例尺最大的地图图片作为金字塔的底层，即第0层，根据跨度确定当前级别下像素个数并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行图2截取地图服务平台部分显示60科技信息IT论坛SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2011年第7期通过对不同级别相同位置的图片比较（如图3和图4），可以判断出随着级别数变小，图片也随之变大，这样符合金字塔结构设计原理。4结束语基于GIS的瓦片式切图实现，极大的提高了网络地图资源的访问效率，满足了用户的需求，推动基于瓦片式地图服务模式的地理空间信息资源共享

9、平台的广泛应用。但是也存在一些不足之处，如在服务器端生成瓦片地图时由于地图范围影响花费时间较多，这些需要进一步研究与优化。科【参考文献】地理信息，2010，8.科技，2010，8.学报，2010，8.2010，6.作者简介：刘冰(1984)，男，湖南师范大学，硕士研究生。责任编辑：汤静图4文件存储VectorV2M6903338.png（上接第47页）3应用与展望在电信运营商的网络部门或计费部门，往往都有较强的硬件资源，对大数据量的批量快速处理是其强项，尤其是有大型数据库的情况下。在一段时间内，只需要再额外的计算一些基本信息，就能够捕捉到垃圾短信的情况。就能够比较及时的对其进行网络通信限制手段

10、。这样的效率，远比逐条扫描短信内容要高，而且用户很难规避。加上对这样的判断模型本身的判断逻辑和数值是保密的，就更难以被垃圾短信用户越过。若通过本识别模型，再与扫描短信内容的方法相结合，就能更进一步的确保对垃圾短信用户惩治的准确性。本次研究所采用的通过分析用户通信指纹的方法，除了可以来发现垃圾短信行为以外，也可以扩展到，垃圾彩信，恶意欺诈电话等有共同特性的恶意通信行为上。基本思路和分析方法是可以很好的平铺适用的，但主要对其中的信息采集点需要做一些适应性处理。目前全国通信运营商也在逐步完善实名制的工作，未来，如果实名制工作得以完善，通过此模型可以进行高效的监控，而捕捉以后再通过扫描短信内容可以很好

11、的进行很好的举证。将是对垃圾短信类的恶意通信欺诈行为第一个很好的打击手段。会对我们整个电信行业正常发展，为老百姓更好生活，享受电信通信发展成果带来益处。科责任编辑：张慧（上接第52页）件，该系统用于控制、检测和跟踪物体，系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。放射源定位系统是基于RFID技术平台的基站式读写器，是采用固定方式安装的电子标签读写设备，使用的是外接电源和有线方式进行后台通讯。主要在某一区域完成对放射源上电子标签的信息自动采集，同时将这些数据转发到后端的接收主机或系统平台；当被监管的放射源被移动，离开设定范围内，此时读写器将无法读到标签信息，从而报警，实现放射源监管的

12、目的。【参考文献】1杨宁，符杨，魏书荣，黄玲玲基于有线和无线设计的大型风电场通信系统J自动化仪表，2010年03期2疏学明，郑魁，张辉，袁宏永突发事件中网络舆情信息管理方式探讨A/中国突发事件防范与快速处置优秀成果选编C2009/韩颖.基于无线传感器网络的室内环境监控系统D沈阳工业大学，20103谷志锋，郭跟成对Mapinfo二次开发的三种方法的对比和研究J电脑知识与技术：学术交流，2007年06期4从光梅，梁文龙，甄芝科基于RFID粮食物流跟踪车载终端系统设计J安庆师范学院学报：自然科学版，2009年02期5梁鹏飞基于GPS/3DGIS技术的车辆定位监控系统的研究D福建师范大学，20096王存美，冯宾，陈歆夏，等放射源监管信息系统的设计与集成地球信息科学，2008年第03期7张丽英，王宪伟，庄乾章，赵莹基于RFID、GSM技术的放射源防盗示踪系统的设计微计算机信息，2010年第20期3结束语经过实践，本文所设计的放射源在线监控系统运行良好，切实地实现了放