基于網絡地圖制圖的制圖綜合技術分析

王易

摘? ? 要：GIS 公司率先把地圖遷移至網絡范疇中，而后OGC擬定了網絡地圖服務標準要求，助推地圖服務發(fā)展進程。Google 公司基于地圖瓦片形式對外推出了Google Map服務，并基于Map? API提出創(chuàng)新性地圖服務理念，網絡地圖制圖應時而生，在該項技術幫襯下，網絡黃精下繪制地圖、瀏覽數據信息等逐漸演變主流。本文從制圖整體視角出發(fā)，探究網絡地圖制圖環(huán)境的可視化完善方案，提出制圖綜合方法，希望對網絡地圖制圖發(fā)展有一定促進作用。

關鍵詞：網絡地圖制;制圖綜合;矢量數據;技術分析

1? 引言

近些年，計算機技術在各個行業(yè)內的應用范疇有不斷拓展趨勢，與之相對應的網絡制圖軟件性能也處于持續(xù)更新與發(fā)展態(tài)勢中，這對地圖數據庫、地理信息系統發(fā)展過程有很大促進作用。傳感器技術功能日漸強大，使用空間數據朝向大規(guī)模、高精度方向運作。繪制大規(guī)模空間內數據有速度遲緩的特征，難以迎合地圖制圖應用階段動態(tài)化繪制的需求。針對以上現實問題，本文主要探究利用制圖綜合技術手段減少矢量數據的空間冗余量、促進地圖制圖進程的方法。

2? 網絡地圖制圖的發(fā)展歷程

從宏觀層面上分析，網絡制圖是以地圖服務為基礎發(fā)展起來的技術類型。地圖樣態(tài)在Web頁面上呈現情況，始終是業(yè)內人員廣泛關注及深度探究的問題，不同地圖服務做出的應對方法存在差異，基本上歷經了如下三個時段[1]：

第一階段中，GIS 軟件供應商面對網頁 SVG對象勾畫出地理要素，借此方式提供地圖服務。該種方式有效傳承了桌面版 GIS 軟件的屬性，為用戶群體選取、采集、關聯及查詢空間目標對象創(chuàng)造便利條件。但其僅是將傳統GIS及技術遷移到互聯網上，尚未有效解除大規(guī)模數據繪制的現實問題。

第二階段，OGC設定了對外開發(fā)的地圖服務標準要求，以Web? Map? Service 、Web? Map? Service等就為主。其能結合數據類別差異，發(fā)布相對應的地圖服務，進而使空間數據于網絡大環(huán)境內持有可視化功能。

第三階段，Google Map以地圖瓦片圖像為載體實現提供地圖服務目標，同時為應用研發(fā)者提供編程服務資源的通道。以上這種創(chuàng)新性理念為后期地圖服務發(fā)展奠定了堅穩(wěn)基礎，在同個地圖內同一瓦片，僅需進行單次繪制，明顯減縮數據的繪制時間長度，制圖效率也相應提升。但因地圖基于純圖像形式呈現出來，增加了空間對象信息選用、查詢難度，并且圖像數據傳送量也較多。

3? 建設矢量瓦片金字塔模型

3.1? 概念

對于一個矢量數據集而言，將其投射至球面墨卡托坐標系下方，基于瓦片金字塔模型

做出規(guī)劃，面對各瓦片規(guī)劃出的矢量數據集構件一個存管文件，結合瓦片坐標構建與瓦片文件相對應的的索引。和傳統存儲模型相比，基于該類模型下的矢量數據有空間、尺度雙重屬性，因為規(guī)劃了矢量數據空間做出規(guī)劃，便于按需讀獲，不同尺度下的數據可能存在差異。

3.2? 矢量瓦片的產出流程

流程I：測算出卡托投影內卡片的所處空間范疇，把被查找數據集投射到卡托投影內，返回與包圍框會形成有交集的數據集。

流程II：捕獲空間查詢結果，對其進行預處理，主要是轉換投影坐標系與空間各類要素。

流程III：針對預處理后形成的數據，依照特定格式建設矢量瓦片文件，同事構建與之相配套的坐標和索引。只針對以文件系統擬編的存儲方案，以基于瓦片文件的存儲路徑建設對應索引，比如瓦片坐標為（x，y，z），文件會被存管于“Data URL＼z＼x＼y＼”目錄內[2]。

3.3? 文件結構

矢量數據集主要由空間數據的幾何、屬性信息構成，依照特定格式與編碼將以上信息整合為文本或二進制文件。

瓦片對應的空間范疇是恒定不變的，當制圖結束后，地圖瓦片大小也固定，故而可以采用整型將浮點型取而代之用來存儲幾何點坐標。比如，勾畫規(guī)格256×256 地圖瓦片時，僅需借用8 或 16位整型數據完整的保存空間信息。近似以后繪畫出的直線存有一個像素偏差，理論上，可以用512×512離散型坐標將256×256坐標取代便能解除以上偏差。

3.4? 瓦片服務

要提供如下接口：（1）數據的注冊：Register Data，注冊成功后返回值ID，用戶可以基于該ID申請服務。（2）瓦片請求：接口形式是Request Vector Tile，其負責接收數據集ID，并將其返回至特定的瓦片上。（3）空間查詢：選定的接口Search，接收特定的數據ID、查詢尺度及空間范疇，歷經查詢后，以瓦片文件形式返回查詢結果。（4）要素管理：Add，負責接收數據集內設定的ID與需增設的數據要素Date。

4? ?線要素自動制圖綜合方法

本制圖綜合法應用的宗旨在于推進地圖繪制進程，減少地圖內冗余的空間要素，進而設定制圖階段遵照的規(guī)則：在不干擾相關信息表達率的基礎上，盡量將冗余空間要素量降至最低。

在綜合階段，要將數據細化為長、中、短三部分，被刪減的線要素基本集中在中、短部內，這就提示消除偏短要素間長度指數差異是地圖制圖中的重要類型之一。

針對分布較為勻稱的線數據庫，可以次奧要哪個相關指數較精確的估算出地圖相似度，但針對一些分布較集中化的線要素，估計效果偏差偏差。

本文以我國某道路為實例加以研究，其囊括了3，857，580個線要素;經由Open Street Map下載道路數據，共計有6，147，040個線要素。本文以矢量瓦片金字塔模型為基礎開展實驗研究，將數據量偏大的區(qū)段作為試驗區(qū)。基于智能綜合算法整合對線要素，重點是利用冗余度指數準確估算出線要素的空間冗余度。為檢驗冗余度指數正確與否，進行如下兩組實驗：一是依照隨機刪減要素法綜合處理數據集;二是依照冗余度指數，由小至大按需刪減線要素，而后落實制圖任務。試驗發(fā)現，當壓縮比為0.50、0.35、0.20時，綜合結果能維持全路網綜合結構的相對穩(wěn)定性，維持路網的連貫性，和原始地圖之間維持較高相似度;伴隨壓縮比降低過程，制圖綜合效果有持續(xù)跌落趨勢。

5? 區(qū)圖形的制圖綜合

區(qū)也被稱之為面，是由多條線段按照一定次序銜接而成的多邊形區(qū)，該區(qū)同時也形成了另一關鍵性的數據結構。該數據結構存儲于空間圖形內多種元素間，構建了拓撲關系，產出拓撲數據，把非空間數據設為空間數據的懸掛物，空間、非空間數據自成體。正因如此，和區(qū)圖形相關的制圖綜合法，關系到空間、非空間數據的取留、舍棄問題，以上是影響網絡地圖制圖綜合效果的主要環(huán)節(jié)。從宏觀上，可以把區(qū)圖形制圖綜合法細化為如下兩個部分：一是建設多邊形區(qū)的線劃要素制圖綜合法，實質上即是線圖形的制圖，需科學選用線要素指標，勾畫輪廓樣態(tài);二是區(qū)（面）域的制圖，涵蓋空間、非空間數據匯總，等同于合并物體類別和數據屬性屬性。

6? 結束語

在信息化技術持續(xù)發(fā)展的大背景，，網絡地圖制圖相關技術將會依照自身特有優(yōu)勢不斷拓展自身的應用空間，其整合多種高端技術，并加強其和計算機技術之間的融合力度。構建了快速的空間索引與數據預處理機制，明顯提升地圖的繪制速度，為后期綜合算法產出創(chuàng)造了優(yōu)良的存儲結構。在網絡環(huán)境下，能為大規(guī)模空間數據供應流暢度更高的可視化與制圖服務。

參考文獻：

[1] 韓玲.大數據技術在城市規(guī)劃設計中的應用[J].建材與裝飾，2020，47（13）：106+108.

[2] 王曉龍.采礦工程制圖中計算機自動繪制技術的應用研究[J].當代化工研究，2020（8）：59～60.

[3] 潘東華，賈慧聰，賀原惠子.自然災害風險制圖研究進展與展望[J].地理空間信息，2019（7）：6～10.