[發明專利]基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法

在審

• 申請號: 201810118029.8
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108345665A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 陳遵鳳;李曉靜;曾繁智
• 申請（專利權）人: 新諾北斗航科信息技術（廈門）股份有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06T17/05
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 李寧

本發明公開的基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法，包括：將一條航跡分割成多條航跡段，并且每個航跡段帶有一個包圍盒，每條航跡由其組成的航跡段所存儲；根據航跡段的包圍盒過濾掉不需要參與顯示的數據，以航跡段作為繪制的基礎元素，航跡段的起始點與上一條航跡段的終點相接；在坐標投影縮放之前，采用瓦片地圖的金字塔分級方法對航跡的比例尺進行分級，并對分級后的航跡進行分級冗余存儲；為航跡段和包圍盒的數據建立空間索引。本發明有效降低了航跡存儲和繪制數據量，提高了航跡顯示效率。

技術領域

本發明涉及一種基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法。

背景技術

航跡，亦稱航行記錄，指的是船舶在航行過程中根據預先設置的時間或距離間隔，記錄船舶在不同時刻的航跡點，這些航跡點包括了地理坐標以及相關航行信息（例如航向、航速、水深等），這些航跡點通過線連接成了船舶航行的歷史軌跡。

根據用戶需求，在實際使用過程中，航跡包含以下功能特性：

1）為便于航行期間或航行結束后船員或有關海事部門對歷史記錄進行詳查，船員對時間或距離間隔的預設值短，導致最終生成航跡的點密度較大；

2）由于航行距離由近海到遠洋，航行時間有從幾天到幾個月不等，因而記錄的單條航跡往往時間長、距離遠；

3）船員會保留航跡作為二次航行的參考，經過多次的航行，航跡的記錄條數由于未及時刪除而不斷地增加。

因此，航跡存在密度大、時間長、距離遠等特點，其包含大量的坐標點數據，給電子海圖導航系統的航跡存儲和顯示帶來很大的負擔。航跡在顯示到屏幕畫布前，需要經歷坐標投影、比例縮放、屏幕重合點過濾，屏幕裁剪等處理步驟，最終繪制到屏幕上呈現給用戶。其中坐標投影是最為耗時的操作，當坐標點數量急劇上升，系統CPU的處理能力無法負擔，造成軟件卡頓，因而需要在坐標投影前，排除不在屏幕視野內的航跡和航跡點，以及過濾投影后可能存在的重合點，有效地降低真正需要繪制的航跡點數量。

包圍盒作為過濾地圖要素的傳統手段，是相當有效的，但是當包圍盒作用于某些地圖要素的幾何對象時，這些幾何對象跨越地理范圍很大，或者是凹多邊形、不規則線，包圍盒的有效性變得微乎其微。

如圖1所示，幾何對象跨越地理范圍很大，盡管此時使用包圍盒可以大體上確認該幾何對象需要繪制，但該多邊形 引入了太多屏幕外的點，性能不會有太大的提升；

如圖2所示，凹多邊形比較容易發生包圍盒與屏幕畫布相交，而凹多邊形自身卻未在屏幕視野內，引入不必要的需要處理的幾何對象，對性能提升毫無幫助；

如圖3所示，不規則線的問題與凹多邊形類似，在此不再贅述。

根據前面的闡述，可以確定航跡作為一種線型地圖要素，其幾何對象跨越的范圍大、線型不規則。

為解決包圍盒在航跡線要素的應用問題，本發明人提出一種基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法。

發明內容

本發明的目的在于提供基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法，以減少航跡存儲和繪制數據量，提高航跡顯示效率。

為達成上述技術目的，本發明的技術方法如下：

基于空間索引金字塔分級分段的航跡存儲和顯示優化方法，包括：

將一條航跡分割成多條航跡段，并且每個航跡段帶有一個包圍盒，每條航跡由其組成的航跡段所存儲；

根據航跡段的包圍盒過濾掉不需要參與顯示的數據，以航跡段作為繪制的基礎元素，航跡段的起始點與上一條航跡段的終點相接；

在坐標投影縮放之前，采用瓦片地圖的金字塔分級方法對航跡的比例尺進行分級，并對分級后的航跡進行分級冗余存儲；