基于平板電腦的地圖發(fā)布技術研究

（上海市測繪院第四分院 200333）

一 引言

隨著新技術的發(fā)展，地圖用戶的閱圖習慣和用圖需求產(chǎn)生了重大的變化，讀圖人群知識結構和生活習慣的改變，都促使了傳統(tǒng)紙質地圖需要做出新的變革。因此，研究實現(xiàn)地圖產(chǎn)品的移動化和移動輔助閱圖技術顯得越來越重要。

隨著“智能化”大潮來襲，智能終端在全球市場的地位逐步提升，智能手機和平板電腦等消費電子市場正處在快速上升時期。在平板電腦領域，蘋果自2010年推出首款iPad 之后，就統(tǒng)領了平板電腦市場，iPad 無疑是平板電腦領域的領軍者。有調查預測數(shù)據(jù)顯示，雖然后有微軟的首款平板電腦Surface 和谷歌的Nexus7 陸續(xù)發(fā)布，但是蘋果iPad 平板電腦仍將長期占據(jù)全球市場大量份額。

基于目前iPad 在平板電腦領域領先的市場占有率，本論文立足IOS系統(tǒng)，以屏幕更大、地圖閱讀體驗更好的iPad 為應用終端，開展基于平板電腦的地圖發(fā)布技術研究。通過研究現(xiàn)有的地圖產(chǎn)品《上海地圖-大城區(qū)詳圖》，嘗試在發(fā)布紙質地圖時同步推出iPad 版，提高地圖用戶閱圖的便捷性，豐富地圖的對外服務方式，大幅提高地圖服務的受眾面，逐漸吸引年輕用戶群體關注的地圖產(chǎn)品。

二 研究內容

《上海地圖-大城區(qū)詳圖》是上海市測繪院在2012年1月份推出的新款地圖產(chǎn)品。該地圖具有了紙質地圖的主要特征：紙張幅面大，《上海地圖-大城區(qū)詳圖》大全張地圖，尺寸達到了1024mm×1248mm；雙拼地圖，《上海地圖-大城區(qū)詳圖》的正反兩面分別表示了上海的浦東和浦西地區(qū)，如果用戶購買兩張地圖，就可以拼合起來使用；此外，還有地圖成果數(shù)據(jù)量大的特征。

本論文的主要研究內容包括以下幾方面：

1、研究地圖的發(fā)布流程。如何有效地實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)從CDR 文件轉換成iPad 平板電腦可使用的圖片文件成為了本論文研究的首要內容。

2、突破圖片緩存瓶頸。由于地圖幅面大，iPad 平板電腦的緩存受到了極大的挑戰(zhàn)，如果將整幅圖片直接導入使用，則會出現(xiàn)程序閃退的現(xiàn)象。因此，如何解決iPad 平板電腦對于圖片緩存瓶頸是本論文關鍵的研究內容。

3、解決數(shù)據(jù)壓縮問題。為了保證地圖的展示質量，確保用戶能清晰地查看地圖和標注，圖片必須具有高精度的DPI 輸出作為保證。因此，地圖圖片數(shù)據(jù)量將會比較大，作為一個APP 應用，在不影響使用的前提下，如何壓縮數(shù)據(jù)，成為了本論文的另一個關鍵的研究內容。

三 解決方案

通過《上海地圖-大城區(qū)詳圖》項目的開展和制作，解決了本論文的主要研究內容，以下介紹一下具體的解決方案。

以CDR格式存儲的矢量地圖產(chǎn)品為例，形成相應的地圖發(fā)布流程，流程包括制作、輸出和在移動終端的發(fā)布流程如圖1所示：

圖1 紙質圖發(fā)布流程

1、進行CDR 文件處理，形成需要展現(xiàn)的地圖內容。輸出400DPI 精度的圖片，保存為JPG格式圖片；

在CDR 環(huán)境中，由于數(shù)據(jù)量較大且圖框外有白邊，所以采用圖框精確裁剪的方法將數(shù)據(jù)分為尺寸左框1024×624 右框1024×650（26mm 重疊邊）兩幅圖，完成裁剪后導出EPS格式數(shù)據(jù)。使用Acrobat Distiller 軟件將EPS 文件轉成PDF格式使圖幅不會出現(xiàn)黑邊，然后用PS 軟件打開進行柵格化處理，打開PDF 數(shù)據(jù)設置圖幅尺寸為左框1024×624，右框1024×650（重疊邊）、顏色模式為RGB、分辨率為400dpi 保存為PSD格式，完成后再在PS 軟件中設置畫布大小1024×1248 將兩幅圖幅拼接最后導出符合系統(tǒng)所需的400dpi-JPG格式。

2、開發(fā)切圖工具，采用Python 語言結合IDLE圖形管理控件自行開發(fā)自動切圖工具，切割形成行列矩陣瓦片。

為實現(xiàn)在ipad 端流暢顯示離線電子地圖的效果，解決圖片緩存瓶頸，避免程序閃退。項目在開發(fā)中采用了CAlayer 類來管理圖片。CAlayer的工作原理是把大尺寸的圖片切割成小切片，例如1000×1000 像素。然后每次在視圖內加載對應的切片。這樣可以實現(xiàn)大尺寸圖片在APP 內的快速加載。并且CAlayer 類集成了對手勢操作的應對方法，可以流暢的進行圖片的拖動、單擊、縮放等。

為了提供系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)，首先要把電子底圖成品切割成自定義大小的切片。以大城區(qū)詳圖電子圖為例，切片大小統(tǒng)一定義為1000×1000 像素。這幅圖的尺寸為19663×16133 像素。本例中把它切割成20 行，17 列共340幅切片。每幅圖的命名規(guī)則采用name_row_coloume的方式。在CAlayer 類中，自動根據(jù)行（row）、列（colume）加載切片。為了達到快速切圖的效果，項目組采用Python 和IDLE 接口開發(fā)了一個自動切圖程序，這個程序可以快速的對多幅電子圖進行切片，提高了工作效率。

自動切圖程序關鍵代碼如下：

下圖2是切圖成果，從圖片的命名可以看出，是遵照上述命名方式命名的。APP 程序會根據(jù)命名規(guī)則加載切片。

圖2 成果命名方式

3、為了進一步壓縮數(shù)據(jù)，減小數(shù)據(jù)容量，我們再次開發(fā)數(shù)據(jù)導入工具，通過SQLite 數(shù)據(jù)庫存儲長二進制圖片數(shù)據(jù)，以進一步壓縮圖片。

我們采用SQLite 3 作為數(shù)據(jù)庫，管理數(shù)據(jù)，這是一種開源輕型數(shù)據(jù)庫，整個數(shù)據(jù)庫存儲為一個單一文件中，存儲用于瀏覽的圖片長二進制數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)制作過程中，根據(jù)SQLite 3的結構特點和功能需要，進行了數(shù)據(jù)庫表的設計，表結構如下表1：

表1 瓦片數(shù)據(jù)庫結構

最后，通過數(shù)據(jù)導入工具，根據(jù)數(shù)據(jù)庫表的設計，導入最終的圖片數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)導入程序關鍵代碼如下：

表完成"+dt2.Rows.Count.ToString()+"條記錄的SQL 語句寫入！");

4、調用數(shù)據(jù)在移動終端顯示，實現(xiàn)圖片在iPad終端的離線瀏覽。

在開發(fā)過程中，采用Xcode 4.5 平臺直接讀取SQLite 3 數(shù)據(jù)庫的方式，把功能需要的數(shù)據(jù)讀取，并在平板電腦上顯示出來，并最終實現(xiàn)了大圖片在i－Pad 終端的離線瀏覽、平移、縮放等功能。

四 結論

基于平板電腦的地圖發(fā)布技術研究克服了平板電腦緩存瓶頸、數(shù)據(jù)壓縮等關鍵技術，形成了較完整地地圖發(fā)布流程，拓寬了紙質地圖在移動終端的應用，為基于蘋果系統(tǒng)Xcode 平臺開發(fā)APP 產(chǎn)品提供了借鑒。

論文中所示例的《大城區(qū)詳圖HD》最終形成了面向公眾服務的一款APP 產(chǎn)品，用戶可通過App－Store 商店免費下載使用。