王易

摘? ? 要：GIS 公司率先把地圖遷移至網(wǎng)絡范疇中，而后OGC擬定了網(wǎng)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(wǎng)絡地圖制圖應時而生，在該項技術幫襯下，網(wǎng)絡黃精下繪制地圖、瀏覽數(shù)據(jù)信息等逐漸演變主流。本文從制圖整體視角出發(fā)，探究網(wǎng)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(wǎng)絡地圖制圖發(fā)展有一定促進作用。

關鍵詞：網(wǎng)絡地圖制;制圖綜合;矢量數(shù)據(jù);技術分析

1? 引言

近些年，計算機技術在各個行業(yè)內(nèi)的應用范疇有不斷拓展趨勢，與之相對應的網(wǎng)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(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)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(shù)據(jù)朝向大規(guī)模、高精度方向運作。繪制大規(guī)?？臻g內(nèi)數(shù)據(jù)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(xiàn)實問題，本文主要探究利用制圖綜合技術手段減少矢量數(shù)據(jù)的空間冗余量、促進地圖制圖進程的方法。

2? 網(wǎng)絡地圖制圖的發(fā)展歷程

從宏觀層面上分析，網(wǎng)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(xiàn)情況，始終是業(yè)內(nèi)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(jīng)了如下三個時段[1]：

第一階段中，GIS 軟件供應商面對網(wǎng)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(lián)及查詢空間目標對象創(chuàng)造便利條件。但其僅是將傳統(tǒng)GIS及技術遷移到互聯(lián)網(wǎng)上，尚未有效解除大規(guī)模數(shù)據(jù)繪制的現(xiàn)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(jié)合數(shù)據(jù)類別差異，發(fā)布相對應的地圖服務，進而使空間數(shù)據(jù)于網(wǎng)絡大環(huán)境內(nèi)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(xiàn)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(nèi)同一瓦片，僅需進行單次繪制，明顯減縮數(shù)據(jù)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(xiàn)出來，增加了空間對象信息選用、查詢難度，并且圖像數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集構件一個存管文件，結(jié)合瓦片坐標構建與瓦片文件相對應的的索引。和傳統(tǒng)存儲模型相比，基于該類模型下的矢量數(shù)據(jù)有空間、尺度雙重屬性，因為規(guī)劃了矢量數(shù)據(jù)空間做出規(guī)劃，便于按需讀獲，不同尺度下的數(shù)據(jù)可能存在差異。

3.2? 矢量瓦片的產(chǎn)出流程

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

流程II：捕獲空間查詢結(jié)果，對其進行預處理，主要是轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，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(tǒng)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(nèi)[2]。

3.3? 文件結(jié)構

矢量數(shù)據(jù)集主要由空間數(shù)據(jù)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(jié)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)ID、查詢尺度及空間范疇，歷經(jīng)查詢后，以瓦片文件形式返回查詢結(jié)果。（4）要素管理：Add，負責接收數(shù)據(jù)集內(nèi)設定的ID與需增設的數(shù)據(jù)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(nèi)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(shù)據(jù)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(nèi)，這就提示消除偏短要素間長度指數(shù)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(shù)據(jù)庫，可以次奧要哪個相關指數(shù)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(jīng)由Open Street Map下載道路數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)量偏大的區(qū)段作為試驗區(qū)?；谥悄芫C合算法整合對線要素，重點是利用冗余度指數(shù)準確估算出線要素的空間冗余度。為檢驗冗余度指數(shù)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(shù)據(jù)集;二是依照冗余度指數(shù)，由小至大按需刪減線要素，而后落實制圖任務。試驗發(fā)現(xiàn)，當壓縮比為0.50、0.35、0.20時，綜合結(jié)果能維持全路網(wǎng)綜合結(jié)構的相對穩(wěn)定性，維持路網(wǎng)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(shù)據(jù)結(jié)構。該數(shù)據(jù)結(jié)構存儲于空間圖形內(nèi)多種元素間，構建了拓撲關系，產(chǎn)出拓撲數(shù)據(jù)，把非空間數(shù)據(jù)設為空間數(shù)據(jù)的懸掛物，空間、非空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的取留、舍棄問題，以上是影響網(wǎng)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(zhì)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(shù)據(jù)匯總，等同于合并物體類別和數(shù)據(jù)屬性屬性。

6? 結(jié)束語

在信息化技術持續(xù)發(fā)展的大背景，，網(wǎng)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(shù)據(jù)預處理機制，明顯提升地圖的繪制速度，為后期綜合算法產(chǎn)出創(chuàng)造了優(yōu)良的存儲結(jié)構。在網(wǎng)絡環(huán)境下，能為大規(guī)?？臻g數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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.