一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法。所述方法包括地圖服務(wù)應(yīng)用顯示設(shè)備、2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊和地圖服務(wù)模塊。2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊調(diào)用地圖服務(wù)模塊，返回需要的地圖瓦片，并在顯示設(shè)備上加載、顯示地圖瓦片。地圖服務(wù)模塊根據(jù)地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化，通過瓦片掃描算法計(jì)算請求的最小瓦片集，并向服務(wù)器端發(fā)送加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回瓦片服務(wù)響應(yīng)。所述瓦片掃描算法能夠快速掃描、計(jì)算2.5維地圖服務(wù)時(shí)所需要加載的最小瓦片個(gè)數(shù)和范圍，從而達(dá)到快速加載、瀏覽地圖的目的。
【專利說明】—種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體是涉及基于移動通信等的2.5維地圖服務(wù)中瓦片數(shù)據(jù)的加載方法，可用于分布式地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)開發(fā)。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如智能手機(jī)等移動終端上，網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)是一個(gè)重要的地理信息在線服務(wù)應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的二維地圖服務(wù)，2.5維甚至是真三維地圖服務(wù)能夠給用戶帶來逼真的應(yīng)用體驗(yàn)。所謂2.5維地圖是一種基于三維模型，按照一定投影規(guī)則映射到某一平面上，可以展現(xiàn)三維立體效果的二維地圖。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，移動終端上的2.5維地圖是通過加載來自服務(wù)器端的瓦片進(jìn)行顯示的。在此，瓦片是指按照一定的規(guī)則，如瓦片起始點(diǎn)、級別、大小等規(guī)定，將一定比例尺的2.5維地圖切成的小圖片，并以一定的數(shù)據(jù)格式組織、存儲在服務(wù)器端，供客戶端動態(tài)訪問。
[0003]移動終端上的地圖應(yīng)用通過地圖服務(wù)訪問服務(wù)器并加載從服務(wù)器端返回的瓦片，因此，需要加載的瓦片數(shù)量會影響在線地圖瀏覽的流暢性。對于存儲和計(jì)算性能以及網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的移動終端來說，傳輸?shù)耐咂臄?shù)量應(yīng)盡量少，以保證數(shù)據(jù)加載的速度盡量快。
[0004]對于二維地圖瓦片的顯示，只需根據(jù)顯示視圖的外接矩形邊框求出所需要的瓦片。此矩形計(jì)算方法顯然不適合2.5維地圖的瓦片數(shù)量計(jì)算、定位與調(diào)用瓦片數(shù)據(jù)，因?yàn)樵?br> 2.5維地圖旋轉(zhuǎn)的情況下，依據(jù)上述方法會產(chǎn)生不需要加載的瓦片。
[0005]例如，首先考慮2.5維地圖在繞X軸旋轉(zhuǎn)，即視角為俯視的情況，其透視投影的示意圖如圖1所示。
[0006]圖1描述了 2.5維地圖在繞X軸旋轉(zhuǎn)后地圖視窗范圍的變化情況，由此可以計(jì)算在繞X軸旋轉(zhuǎn)前后地圖視窗中所需要加載的瓦片個(gè)數(shù)。
[0007](I)在非旋轉(zhuǎn)情況下，需要加載的瓦片范圍，就是地圖視窗的實(shí)際高和寬，示意圖如圖2所示。假設(shè)視窗平面覆蓋6行X4列格網(wǎng)的瓦片，則需要的格網(wǎng)個(gè)數(shù)為24個(gè)。
[0008](2)在繞X軸旋轉(zhuǎn)后，需要加載的瓦片范圍示意圖如圖3所示。按通常的矩形加載方法，認(rèn)為視窗平面覆蓋5行X6列格網(wǎng)的瓦片，即需要的格網(wǎng)個(gè)數(shù)為30個(gè)。而實(shí)際上真正需要的格網(wǎng)(圖中的梯形部分)個(gè)數(shù)為26個(gè)。
[0009]其次，2.5維地圖在繞Z軸旋轉(zhuǎn)，即左、右旋轉(zhuǎn)后，地圖視窗中所需要加載的瓦片范圍也將發(fā)生變化，示意圖如圖4所示。在圖4中，按通常的矩形加載方法，認(rèn)為視窗平面覆蓋8行X8列格網(wǎng)的瓦片，即需要的格網(wǎng)個(gè)數(shù)為64個(gè)。而實(shí)際上真正需要的格網(wǎng)(圖中的旋轉(zhuǎn)矩形部分)個(gè)數(shù)為37個(gè)。
[0010]最后，2.5維地圖分別在繞Z軸和繞X軸旋轉(zhuǎn)后，地圖視窗中所需要加載的瓦片范圍示意圖如圖5所示。在圖5中，按通常的矩形加載方法，認(rèn)為視窗平面覆蓋8行X8列格網(wǎng)的瓦片，即需要的格網(wǎng)個(gè)數(shù)為64個(gè)。而實(shí)際上真正需要的格網(wǎng)(圖中的旋轉(zhuǎn)矩形部分)個(gè)數(shù)為34個(gè)。
[0011]加載過多的瓦片數(shù)據(jù)會導(dǎo)致地圖繪制緩慢，而且增加程序內(nèi)存使用。因此，針對上述問題，開發(fā)一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法，可以精確地計(jì)算2.5維地圖在非旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)的情況下瓦片的數(shù)量，加載最小子集的瓦片數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法，提高地圖繪制效率。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案:
[0014]一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法，如圖6所示，包括地圖服務(wù)應(yīng)用顯示設(shè)備、2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊和地圖服務(wù)模塊。2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊調(diào)用地圖服務(wù)模塊，返回需要的地圖瓦片，并在顯示設(shè)備上加載、顯示地圖瓦片。地圖服務(wù)模塊根據(jù)地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化，通過瓦片掃描算法計(jì)算請求的最小瓦片集，并向服務(wù)器端發(fā)送加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回瓦片服務(wù)響應(yīng)。
[0015]地圖服務(wù)應(yīng)用顯示設(shè)備包含移動智能終端設(shè)備，其操作系統(tǒng)支持Android、iOS和Windows Phone。2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊運(yùn)行于移動智能終端設(shè)備上，其調(diào)用地圖服務(wù)模塊，返回需要的地圖瓦片，并在顯示設(shè)備上加載、顯示地圖瓦片。地圖服務(wù)模塊根據(jù)地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化，通過瓦片掃描算法計(jì)算請求的最小瓦片集，并向服務(wù)器端發(fā)送加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回瓦片服務(wù)響應(yīng)。
[0016]地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化包括地圖視窗繞X軸和繞Z軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后地圖視窗為一個(gè)四邊形，四邊形頂點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)旋轉(zhuǎn)角計(jì)算。需要加載的瓦片范圍是所述四邊形覆蓋的瓦片格網(wǎng)，本發(fā)明提出的方法實(shí)質(zhì)上能夠轉(zhuǎn)換為計(jì)算任意四邊形覆蓋瓦片格網(wǎng)的方法。該方法采用瓦片掃描算法，包括以下步驟:
[0017]步驟一，計(jì)算四邊形覆蓋瓦片格網(wǎng)的最小列號和最大列號，并以最小列號作為當(dāng)前格網(wǎng)列號的初始值開始循環(huán)；
[0018]步驟二，計(jì)算當(dāng)前格網(wǎng)所在的列與四邊形的兩個(gè)交點(diǎn)，獲得當(dāng)前格網(wǎng)所在的列覆蓋的最小行號和最大行號，掃描得到當(dāng)前列號對應(yīng)的所有格網(wǎng)；
[0019]步驟三，移動到下一個(gè)列號，按上述步驟二中的方法進(jìn)行循環(huán)，如果當(dāng)前列號大于最大列號，則循環(huán)結(jié)束，輸出所需要的所有最小瓦片集。
[0020]地圖服務(wù)模塊向服務(wù)器端發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回符合標(biāo)準(zhǔn)的瓦片服務(wù)響應(yīng)。
[0021]有益效果
[0022](I)本發(fā)明可以在需要加載瓦片時(shí)精確地求出最少需要加載的瓦片個(gè)數(shù)，提高瓦片數(shù)據(jù)加載與瀏覽的效率。
[0023](2)本發(fā)明采用了從最小列到最大列掃描的方式，在進(jìn)行每一列掃描時(shí)求出此列所需要的最小和最大行，在最小最大行之間的都認(rèn)為是需要的瓦片，由此可以減少所需加載瓦片的判斷次數(shù)，提高計(jì)算效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明2.5維地圖透視投影的示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明在非旋轉(zhuǎn)情況下需要加載的瓦片范圍示意圖；[0026]圖3是本發(fā)明在繞X軸旋轉(zhuǎn)后需要加載的瓦片范圍示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明在繞Z軸旋轉(zhuǎn)后需要加載的瓦片范圍示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明在繞Z軸和繞X軸旋轉(zhuǎn)后需要加載的瓦片范圍示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明2.5維地圖服務(wù)瓦片加載方法的流程圖；
[0030]圖7是本發(fā)明四邊形覆蓋瓦片格網(wǎng)的范圍示意圖；
[0031]圖8是本發(fā)明計(jì)算最少瓦片個(gè)數(shù)的掃描算法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]〈一〉掃描算法描述
[0033]地圖視窗在不同的旋轉(zhuǎn)情況下，需要加載的瓦片范圍是一個(gè)四邊形覆蓋的瓦片格網(wǎng)，如圖7所示。其算法描述如下:
[0034]輸入:已知四邊形的頂點(diǎn)坐標(biāo)M，0, P和N，如圖7所示，格網(wǎng)的邊長大小Size，格網(wǎng)左上角(第O列第O行)的坐標(biāo)X值Left，y值Top。
[0035]輸出:四邊形覆蓋的格網(wǎng)集合(即圖6中陰影部分的格網(wǎng)個(gè)數(shù))。
[0036]所求的格網(wǎng)的列號，肯定在點(diǎn)M和點(diǎn)N之間，因此，可以對在每一列格網(wǎng)進(jìn)行掃描，分別求出所需要的行號即可。比如:在掃描M+1列時(shí)，可以求出格網(wǎng)與四邊形的交點(diǎn)A和B，A和B所在的行號就是最大和最小行號。從M列到N列可以此方法類推求出最少需要的格網(wǎng)個(gè)數(shù)。
[0037]步1:求出頂點(diǎn)坐標(biāo)M，0，P和N的X最小值minX和最大值maxX以及對應(yīng)的點(diǎn)為minxP和maxxP,而后求得最小列minColumn和maxColumn,公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種面向2.5維地圖服務(wù)的瓦片加載方法，其特征在于:主要包括地圖服務(wù)應(yīng)用顯示設(shè)備、2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊和地圖服務(wù)模塊，2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊調(diào)用地圖服務(wù)模塊，返回需要的地圖瓦片，并在顯示設(shè)備上加載、顯示地圖瓦片，地圖服務(wù)模塊根據(jù)地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化，通過瓦片掃描算法計(jì)算請求的最小瓦片集，并向服務(wù)器端發(fā)送加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回瓦片服務(wù)響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述地圖服務(wù)應(yīng)用顯示設(shè)備包含移動智能終端設(shè)備，其操作系統(tǒng)支持Android、iOS和Windows Phone。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:2.5維地圖服務(wù)應(yīng)用模塊運(yùn)行于所述的終端設(shè)備上，其調(diào)用地圖服務(wù)模塊，返回需要的地圖瓦片，并在顯示設(shè)備上加載、顯示地圖瓦片。(說明:因?yàn)橹挥性跈?quán)利要求2中出現(xiàn)了“終端設(shè)備”，因此需要引用權(quán)利要求2，并且在權(quán)利要求的內(nèi)容中，就不能再出現(xiàn)“如權(quán)利要求1所述設(shè)備”的字樣)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:地圖服務(wù)模塊根據(jù)地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化，通過瓦片掃描算法計(jì)算請求的最小瓦片集，并向服務(wù)器端發(fā)送加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回瓦片服務(wù)響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述地圖視窗俯仰、旋轉(zhuǎn)變化包括地圖視窗繞X軸和繞Z軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后地圖視窗為一個(gè)四邊形，四邊形頂點(diǎn)的坐標(biāo)根據(jù)旋轉(zhuǎn)角計(jì)笪
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述瓦片掃描算法包括以下步驟: 步驟一，計(jì)算四邊形覆蓋瓦片格網(wǎng)的最小列號和最大列號，并以最小列號作為當(dāng)前格網(wǎng)列號的初始值開始循環(huán)； 步驟二，計(jì)算當(dāng)前格網(wǎng)所在的列與四邊形的兩個(gè)交點(diǎn)，獲得當(dāng)前格網(wǎng)所在的列覆蓋的最小行號和最大行號，掃描得到當(dāng)前列號對應(yīng)的所有格網(wǎng)； 步驟三，移動到下一個(gè)列號，按上述步驟二中的方法進(jìn)行循環(huán)，如果當(dāng)前列號大于最大列號，則循環(huán)結(jié)束，輸出所需要的所有最小瓦片集。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:向服務(wù)器端發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)的加載瓦片服務(wù)請求，由服務(wù)器返回符合 標(biāo)準(zhǔn)的瓦片服務(wù)響應(yīng)。
【文檔編號】G06T11/00GK103593861SQ201310593530
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】萬波, 蔣東青, 屈敏, 梅龍, 宋愛紅, 范業(yè)穩(wěn), 魏延峰, 朱偉奇, 張龍, 黃俊韜, 陳勝鵬, 程方, 李軒, 賀楷鍇, 吳杰, 趙瑜 申請人:武大吉奧信息技術(shù)有限公司