[發明專利]一種面向Web可視化的矢量數據流式傳輸方法和系統

有效

• 申請號: 201410208535.8
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103986763B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 宋佳;苗茹;諸云強;王卷樂;呂寧;陳鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;G06F17/30
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 梁揮

技術領域

本發明屬于地學矢量數據的在線可視化領域，尤其是涉及面向網絡環境下可視化的一種大規模地理空間矢量數據流式傳輸方法和系統。

背景技術

隨著云計算、大數據的提出和發展，網絡信息存儲、傳輸和處理的能力與規模進一步得到提升，對數據可視化的需求和性能要求也更加迫切。科學數據是開展科學研究和進行政府決策的基礎和前提。科學數據可視化是對數據所代表的事物建立心理模型和心理圖像的過程，展現了數據的可感知性、可交互性、可擴展性。

空間特征是地學數據區別于其他科學數據的主要特征之一。地學數據的空間可視化是表現地學現象、過程空間格局的重要手段，也是地學信息化研究的關鍵技術之一。地學領域具有空間特征的數據類型主要包括矢量和柵格兩大類別。矢量數據主要是用空間坐標來構建點、線、面、體等具體空間要素的數據模型，通常以關系型數據庫和文件系統為載體存儲。柵格數據是按像素單元的行與列排列、具有不同灰度或顏色的陣列數據，是按照規則格網的方式表達地物空間分布和尺度的數據模型，一般是一種點陣圖像格式的存儲方式。這種點陣圖像的柵格數據格式可基于計算機數字圖像技術完成可視化處理操作，并且基于圖像的各種壓縮技術實現網絡存儲、傳輸和可視化也相對成熟。而矢量數據的可視化渲染過程比柵格數據要復雜，特別是在網絡環境下，在線可視化渲染需要高效的網絡客戶端渲染技術和方法，并且有限的網絡帶寬與大數據量的矛盾會導致傳輸響應時間過長，矢量數據的在線渲染過程推遲，客戶端操作被動等待等問題。

為了加快網絡環境下矢量數據可視化響應時間，將矢量數據經過預先轉換處理生成金字塔結構的瓦片地圖，可以提高其網絡在線可視化的效率，公開號為CN101944132A的專利公開了這種瓦片地圖的組織和制作方法，但瓦片地圖可視化已經不是矢量數據本身的可視化，不是矢量數據中空間坐標的實時渲染。矢量數據本身結構復雜，數據量大，存儲格式也并不局限于一、兩種，這為網絡環境下矢量數據的在線實時渲染帶來了困難，需要考慮網絡傳輸的策略降低其在線渲染的復雜性，提高其可視化響應的效率。公開號為CN102253947A和CN101459901的中國專利分別從漸進傳輸和多級切片方式的角度公開了矢量數據的存儲訪問方法。

本發明重點考慮大規模矢量數據在網絡環境下可“邊傳輸，邊顯示”的目標，借鑒流媒體在線傳輸的思路，提供一種針對矢量數據流式傳輸并在線可視化的方法和系統，使矢量數據緩沖很短時間即可先渲染部分數據，并繼續數據傳輸過程，如此往復，達到矢量數據漸進可視化的效果。本發明在面對大規模矢量數據的網絡在線可視化需求下，可極大地改善網絡客戶端用戶在線瀏覽矢量數據的體驗，避免用戶在面對大數據量矢量數據時長時間等待的實際問題。

發明內容

本發明的目的在于面向矢量數據在網絡環境下可視化的需求，提供一種支持“邊傳輸，邊顯示”的流式傳輸方法。通過這種流式傳輸的方法，改變網絡環境下矢量數據傳輸和顯示的策略，進而降低矢量數據在可視過程中的響應時間，改善在線瀏覽大規模矢量數據的用戶體驗。本發明還提供了一種面向Web可視的矢量數據流式傳輸系統，以保證上述方法在實際應用中的實現。

本發明提供了一種大規模矢量數據的流式傳輸方法。本方法依據矢量空間要素可視化中重要性的強弱確定空間要素的傳輸順序，并通過分批次向客戶端傳輸達到矢量數據在線實時顯示的應用目的。本方法包括三個子過程，過程一：服務器端矢量數據流式傳輸分塊組織，過程二：基于實時傳輸協議的矢量數據流式傳輸，過程三：客戶端矢量數據的解包重建。其特征在于，

該服務器端矢量數據流式傳輸分塊組織的過程進一步包括：

一空間格網劃分子步驟，用于根據矢量數據的邊界范圍和要素個數建立格網列表；

一矢量要素劃分子步驟，用于將矢量文件中的幾何要素按照其幾何參考中心的坐標加入到相應的格網單元列表中；

一矢量要素排序子步驟，用于將每個格網單元中的幾何要素按照外接

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為本發明中矢量數據流式傳輸分塊組織過程的詳細實施例流程圖；

圖2為本發明中矢量流文件(Vector Stream File，VSF)的組織方式示意圖；

圖3為幾何要素點、線、面的Tag Data的內存結構示意圖；

圖4是基于實時傳輸協議(RTP/RTCP)將矢量數據流式發送到客戶端的詳細實施例流程圖；

圖5是接收端收到數據后重建矢量數據的詳細實施例流程圖；