[發(fā)明專利]基于四叉樹分層網(wǎng)格的地圖緩存切片分布式集群管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711089056.9
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107862048B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌;陳豪
• 申請（專利權(quán)）人: 四川易利數(shù)字城市科技有限公司
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/29
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合

本發(fā)明公開了一種基于四叉樹分層網(wǎng)格的地圖緩存切片分布式集群管理方法，采用四叉樹分層網(wǎng)格算法實(shí)現(xiàn)地圖緩存切片分布式集群，基于空間地理區(qū)域?qū)Φ貓D緩存分布式集群進(jìn)行管理，保證用戶真正關(guān)心的空間地理區(qū)域得到較高的性能，提高了集群資源利用的合理性。某一集群分組節(jié)點(diǎn)的宕機(jī)，只會影響該集群分組對應(yīng)的空間地理區(qū)域，不影響其他空間地理區(qū)域，從而提高了集群的健壯性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地圖分級緩存切片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于四叉樹分層網(wǎng)格的地圖緩存切片分布式集群管理方法的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

地圖瀏覽是所有GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，根據(jù)實(shí)現(xiàn)原理可以分為實(shí)時(shí)渲染地圖與分級緩存地圖，分級緩存地圖與實(shí)時(shí)渲染地圖相比，支持地圖瀏覽的快速響應(yīng)與高并發(fā)，是渲染展示具有大數(shù)據(jù)量的GIS地圖時(shí)的首選方式。

地圖分級緩存切片是一種將GIS地圖根據(jù)預(yù)先設(shè)定的不同比例尺級別渲染為大小規(guī)格相同的小圖片，存儲于服務(wù)器中，客戶端瀏覽地圖時(shí)直接查詢服務(wù)器端對應(yīng)的小圖片實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽的功能。因?yàn)榉?wù)器只是將小圖片簡單的返回給客戶端，避免了實(shí)時(shí)的空間數(shù)據(jù)查詢與渲染過程，實(shí)現(xiàn)了分級緩存地圖的高并發(fā)與快速響應(yīng)。

分級緩存地圖會生成大量的小圖片，而且隨著緩存級數(shù)的增加，小圖片的數(shù)量呈指數(shù)級增長。為了高效的管理大量的小圖片，目前存在以下三種方式：

(1)服務(wù)器本地文件的方式，其缺點(diǎn)為：小圖片訪問速度較慢；產(chǎn)生大量磁盤碎片，浪費(fèi)磁盤空間；小圖片文件太多備份與管理麻煩；存在單節(jié)點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)數(shù)據(jù)庫存儲的方式，其缺點(diǎn)為：存在單節(jié)點(diǎn)故障；未實(shí)現(xiàn)分布式集群化管理，效率也較低。

(3)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫集群存儲的方式，通過哈希函數(shù)或數(shù)據(jù)表水平切分的方式組建集群，未考慮小圖片的空間位置分布，導(dǎo)致同一個(gè)空間地理區(qū)域的小圖片隨機(jī)分布在集群節(jié)點(diǎn)上，進(jìn)而導(dǎo)致小圖片碎片化問題，最終帶來如下兩個(gè)缺點(diǎn)：首先將重點(diǎn)空間地理區(qū)域的小圖片與非重點(diǎn)關(guān)注的空間地理區(qū)域同等對待，浪費(fèi)服務(wù)器資源；其次集群中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的宕機(jī)或不穩(wěn)定，會帶來整個(gè)集群的不可用或不穩(wěn)定，集群健壯性太差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種基于四叉樹分層網(wǎng)格的地圖緩存切片分布式集群管理方法，將同一空間地理區(qū)域的小圖片映射到集群中的同一組數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)，從而避免傳統(tǒng)哈希函數(shù)或數(shù)據(jù)表水平切分組建集群方式帶來的小圖片碎片化問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：基于四叉樹分層網(wǎng)格的地圖緩存切片分布式集群管理方法，包括以下步驟：

S1、構(gòu)建四叉樹分層網(wǎng)格T，T滿足以下條件：

T由多層網(wǎng)格組合而成，每層網(wǎng)格表示的空間地理范圍一致，包含地圖的最大范圍。

T中每層網(wǎng)格及其單元格均為正方形。

T的層數(shù)為地圖緩存級數(shù)，每層對應(yīng)一固定比例尺。

T中每層網(wǎng)格中的一個(gè)單元格對應(yīng)一張地圖緩存小圖片。

T中每層網(wǎng)格的行數(shù)與列數(shù)相同，均等于2的z次方，z為層數(shù)。

S2、對四叉樹分層網(wǎng)格T進(jìn)行劃分，構(gòu)建分布式集群。

步驟S2包括以下分步驟：

S21、設(shè)置單元格所在層數(shù)為z，單元格所在列號為x，行號為y。

S22、創(chuàng)建函數(shù)createKey，輸入z,y,x返回用字符“/”連接成的全局唯一字符串key作為每個(gè)單元格的唯一編號。

S23、將集群中的數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)按照業(yè)務(wù)需求劃分為不同性能配置的組，每組中數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)的數(shù)量大于等于1個(gè)，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫分組集合M；同一組數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)之間存儲的數(shù)據(jù)內(nèi)容相同。