基于矢量瓦片技術(shù)的Web 電子海圖優(yōu)化方法

范夢(mèng)琪, 宋偉東, 鄭人維, 何 歡

(遼寧工程技術(shù)大學(xué) 測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院, 遼寧 阜新 123000)

隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展, 電子海圖(electronic chart, EC)技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)。近年來(lái), 基于WMS(Web Map Service)和WFS(Web Feature Service)的柵格瓦片Web 電子海圖服務(wù)逐步被海洋領(lǐng)域應(yīng)用。傳統(tǒng)的柵格瓦片地圖是依據(jù)金字塔模型對(duì)多分辨率的柵格圖像進(jìn)行切片發(fā)布服務(wù), 供客戶端直接調(diào)用應(yīng)用[1]。其制作流程較為繁瑣,除了分等級(jí)(縮放級(jí)別)切片外, 還需提前對(duì)各個(gè)縮放級(jí)別的地圖預(yù)先進(jìn)行渲染, 這就大大降低了電子海圖生產(chǎn)效率。因此, 矢量瓦片技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生, 矢量瓦片的切片機(jī)制與傳統(tǒng)柵格瓦片的切片機(jī)制一致,都是依據(jù)金字塔模型的切圖方法[2]。但矢量切片生成的是矢量要素描述性文件, 存儲(chǔ)的是矢量數(shù)據(jù)投影范圍內(nèi)的幾何信息和屬性信息, 表現(xiàn)為矢量瓦片數(shù)據(jù)描述性文檔, 這樣就為減少網(wǎng)絡(luò)傳輸量, 縮短響應(yīng)時(shí)間, 提升用戶體驗(yàn)提供可能。同時(shí), 矢量瓦片對(duì)前端渲染靈活性和交互性的支持, 也促使矢量瓦片逐漸成為當(dāng)前地圖應(yīng)用的熱點(diǎn)研究對(duì)象, 很多商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)如百度、高德、谷歌地圖已經(jīng)全面采用矢量瓦片引擎作為優(yōu)選地圖渲染引擎[3]。但在航海領(lǐng)域, 矢量瓦片技術(shù)的應(yīng)用研究為數(shù)不多。孫巖松初步探索了矢量瓦片在內(nèi)河航道監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了Web 電子海圖上船舶和航標(biāo)的監(jiān)控應(yīng)用功能[4]; 潘明陽(yáng)等提出ENC 矢量瓦片技術(shù)方案, 利用OpenLayers 地圖API 實(shí)現(xiàn)了ENC 數(shù)據(jù)在Web 頁(yè)面上的顯示與應(yīng)用[5]。因此, 為了提高Web 電子海圖的跨平臺(tái)應(yīng)用, 同時(shí)提升響應(yīng)速率優(yōu)化渲染效果, 為海上漁業(yè)管理及海上風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等部門(mén)提供便利, 本文在矢量瓦片技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,提出基于開(kāi)源Geoserver 地圖服務(wù)器和前端地圖可視化JS 庫(kù)Leaflet 的Web 電子海圖優(yōu)化方案, 相較于柵格瓦片的電子海圖, 矢量瓦片電子海圖顯示速度明顯提升, 對(duì)于矢量瓦片的電子海圖縮放平移等操作基本響應(yīng)時(shí)間保持在0.1 s 以下, 不易被人感覺(jué)出來(lái), 從而達(dá)到流暢的效果, 海圖渲染的靈活性提高, 并且矢量瓦片也彌補(bǔ)了柵格瓦片不具交互性的缺陷, 為提升Web 電子海圖服務(wù)質(zhì)量與效率提供高效途徑。

1 矢量瓦片

1.1 矢量瓦片地圖

矢量瓦片地圖遵循柵格瓦片地圖的思路, 通過(guò)分塊的方式, 減少網(wǎng)絡(luò)傳輸量, 從而提高響應(yīng)速率,不同的是, 矢量瓦片地圖采用的瓦片數(shù)據(jù)為多層次的矢量要素描述性文件, 單個(gè)的瓦片數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)投影在一個(gè)矩形區(qū)域的幾何信息和屬性信息, 與一般JPEG、PNG 格式的柵格圖片相比, 數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)空間優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。在提供矢量瓦片地圖服務(wù)時(shí), 首先需要將矢量數(shù)據(jù)以多層次模型切片成為矢量要素描述性文件存儲(chǔ)于服務(wù)器端, 當(dāng)客戶端根據(jù)地圖顯示范圍和定義的矢量數(shù)據(jù)源及樣式文件請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí),服務(wù)器端返回相應(yīng)的矢量瓦片、標(biāo)注字體、圖標(biāo)等數(shù)據(jù), 然后根據(jù)樣式文件定義的地圖表達(dá)規(guī)則在客戶端即時(shí)渲染輸出地圖[6]。下圖1 為矢量瓦片地圖的實(shí)現(xiàn)模型。

圖1 矢量瓦片地圖實(shí)現(xiàn)模型Fig. 1 Vector tile map implementation model

由于傳統(tǒng)的柵格瓦片切片原理是直接切割地圖圖片, 所以通常一套地圖數(shù)據(jù)需要分層級(jí)準(zhǔn)備幾套不同的渲染方案, 再進(jìn)行切片存儲(chǔ)于服務(wù)器端。對(duì)于一些常見(jiàn)的地圖應(yīng)用, 尤其是數(shù)據(jù)量較大的地圖應(yīng)用, 這樣不僅增加了后臺(tái)服務(wù)器的負(fù)擔(dān), 地圖的交互性和靈活性也受到限制。矢量瓦片既能在數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)空間方面提高效率, 又能在客戶端地圖表達(dá)上提供足夠的靈活性, 同時(shí)也為客戶端與地圖數(shù)據(jù)直接交互提供便利。這些優(yōu)勢(shì)為優(yōu)化Web 電子海圖提供了極大啟發(fā)。

目前主流的矢量切片工具主要有ArcGIS Pro、Geoserver、Mapbox 等[7]。ArcGIS Pro 是ESRI 新推出的桌面制圖軟件, 其發(fā)展相對(duì)成熟, 矢量切片數(shù)據(jù)抽稀及數(shù)據(jù)屬性信息保留情況比較智能, 可以在離線環(huán)境下運(yùn)行, 但需要 ArcGIS 企業(yè)版支持;Mapbox 推出Mapbox Studio 矢量地圖和發(fā)布工具,可提供標(biāo)準(zhǔn)化的制圖方案, 數(shù)據(jù)保密性強(qiáng), 但只能線上運(yùn)行; Geoserver 是完全開(kāi)源GIS 服務(wù)器, 可以對(duì)柵格及矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行切片和發(fā)布服務(wù), 可以離線運(yùn)行, 并且切片數(shù)據(jù)屬性的保留比較完整。本文以開(kāi)源角度, 采用Geoserver 地圖服務(wù)器作為后臺(tái)服務(wù)支撐。

1.2 矢量瓦片數(shù)據(jù)組織

矢量瓦片的物理模型是瓦片幾何信息與屬性信息在存儲(chǔ)時(shí)的表現(xiàn)形式, 由于目前還沒(méi)有形成OGC的統(tǒng)一規(guī)范, 描述矢量瓦片幾何信息與屬性信息較為流行的幾種開(kāi)放文件有GeoJSON, TopoJSON 和Mapbox Vector Tile(MVT)[8-12]。其中GeoJSON 是一種基于JSON 的地理數(shù)據(jù)編碼格式, 可讀性較好, 易于理解, 主流的GIS 引擎幾乎都支持。但相對(duì)于其他兩種數(shù)據(jù)格式, 其數(shù)據(jù)體積較大, 冗余度大, 占用空間多; TopoJSON 是GeoJSON 的擴(kuò)展形式之一, 其中的每個(gè)幾何體通過(guò)共享邊而整合, 因此消除了部分?jǐn)?shù)據(jù)冗余, 數(shù)據(jù)體積極大縮小, 但其可讀性較差, 并且支持這種格式的軟件很少, 通用性差; MVT 是Mapbox 基于PBF(Google protocol buffers)制定的一種矢量瓦片的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn), 以二進(jìn)制流的形式存儲(chǔ),因壓縮率較高, 體積更小, 讀取速度更快, 已被較多機(jī)構(gòu)單位采用, 本文在電子海圖矢量數(shù)據(jù)切片中也采用此種數(shù)據(jù)組織模型。

矢量瓦片的編碼規(guī)則包含幾何信息編碼及屬性信息編碼。在PBF 編碼方案中, 矢量瓦片的幾何信息所用的坐標(biāo)系定義瓦片的左上角為坐標(biāo)系的原點(diǎn),X 軸方向向右為正, Y 軸方向向下為正, 坐標(biāo)值以格網(wǎng)數(shù)為單位。矢量瓦片的幾何信息就被分解成一系列的 Move to、Line to、Close Path 等繪圖命令,command id 就代表繪圖命令, 其中1 代表Move to指令, 2 代表Line to 指令, 7 代表Close Path 指令。如圖2, 以線要素為例, 假如矢量瓦片的格網(wǎng)為20×20,圖中粗線的三個(gè)坐標(biāo)分別為(2, 2)、(2, 10)、(10, 12),圖右側(cè)展示了線要素幾何信息繪制指令集, 在PBF文件中將指令集編碼存儲(chǔ)為32 位無(wú)符號(hào)整數(shù)序列。

在PBF 編碼方案中, 屬性信息編碼是將要素屬性編碼為tag 字段中偶數(shù)對(duì)組。tag 對(duì)組中第一個(gè)整數(shù)表示key 在其所在圖層中keys 列表中索引號(hào), 第二個(gè)整數(shù)表示value 在其所在圖層的values 列表中索引號(hào)。其中, 一個(gè)要素的所有key 索引保證唯一, 確保要素中沒(méi)有重復(fù)的屬性項(xiàng)。如圖3 所示為PBF 格式與GeoJSON 格式屬性信息編碼對(duì)比示例, 可以看到當(dāng)需要存儲(chǔ)大量重復(fù)字段及屬性值時(shí), PBF 格式能很好壓縮數(shù)據(jù)量, 避免重復(fù)數(shù)據(jù)。

圖2 矢量瓦片的幾何信息編碼規(guī)則Fig. 2 Geometric information coding rules for vector tiles

圖3 矢量瓦片的屬性信息編碼規(guī)則Fig. 3 Coding rules for the attribute information of vector tiles

1.3 矢量瓦片數(shù)據(jù)處理

對(duì)于電子海圖的矢量數(shù)據(jù)處理, S-57 格式的電子海圖是目前世界范圍內(nèi)較為通用的一種海圖數(shù)據(jù)傳輸方式, 其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用后綴名為*.000 格式的文件。其中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)較為復(fù)雜, 不僅物標(biāo)與物標(biāo)之間有關(guān)聯(lián), 每個(gè)物標(biāo)中的點(diǎn)、線、面等幾何信息也混雜在一起, 與常見(jiàn)的GIS 數(shù)據(jù)格式相差較大[13]。因此,為了便于GIS 分析和處理, 本文采用開(kāi)源的地理空間數(shù)據(jù)抽象庫(kù) GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)來(lái)讀寫(xiě)空間數(shù)據(jù)[14]。利用OGR 的ogrinfo.exe工具讀取其中一個(gè)S-57 文件中的物標(biāo)信息如圖4 所示。針對(duì)水深數(shù)據(jù), 利用水深數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)Shapefile 工具轉(zhuǎn)換水深圖層, 其中定義水深值字段為 VALSOU,將每個(gè)水深點(diǎn)的水深值存入該字段中, 轉(zhuǎn)換后的水深數(shù)據(jù)屬性如圖5 所示。

圖4 Ogrinfo 工具讀取S-57 海圖信息Fig. 4 Ogrinfo tool read S-57 chart information

圖5 SOUNDG 水深圖層屬性表Fig. 5 SOUNDG depth layer attribute table

S-57 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Shapefile 格式后, 每個(gè)類(lèi)別物標(biāo)產(chǎn)生一個(gè)圖層, 通常海圖數(shù)據(jù)都是由多個(gè)S-57 文件拼接而成, 每幅圖分層得到的物標(biāo)圖層較多, 因此為了便于數(shù)據(jù)管理, 簡(jiǎn)化圖層個(gè)數(shù), 提升矢量切片的效率, 通過(guò)開(kāi)源地理信息系統(tǒng)工具QGIS 將多個(gè)*.000 文件中同一物標(biāo)類(lèi)別的數(shù)據(jù)拼接合并成一個(gè)Shapefile 文件。

2 基于矢量瓦片的Web 電子海圖優(yōu)化方案

在分析矢量瓦片數(shù)據(jù)組織模型的基礎(chǔ)上, 在此提出基于矢量瓦片的Web 電子海圖優(yōu)化方案, 如圖6所示。電子海圖矢量數(shù)據(jù)預(yù)處理部分包含S-57 電子海圖數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩部分, 以便于數(shù)據(jù)的傳輸與管理, 其具體實(shí)施步驟可參照1.3 節(jié); 矢量瓦片的生成部分是方案實(shí)施的關(guān)鍵步驟, Geoserver內(nèi)置的 GeoWebCache 工具可生成矢量切片, 輸出PBF/GeoJSON/TopoJSON 等格式的瓦片數(shù)據(jù), 其緩存機(jī)制可提高地圖服務(wù)響應(yīng)速度; 矢量瓦片數(shù)據(jù)的顯示部分, 采用輕量級(jí)開(kāi)源在線地圖JavaScript 庫(kù)——Leaflet 調(diào)用矢量瓦片地圖服務(wù)并在客戶端渲染。Leaflet 源碼雖然輕量但具備強(qiáng)大的在線地圖功能,其工作原理可有效地跨所有主流桌面和移動(dòng)平臺(tái),并且具有豐富的插件, 便于開(kāi)發(fā)者靈活設(shè)計(jì)系統(tǒng)[15]。

圖6 基于矢量瓦片的Web 電子海圖優(yōu)化方案Fig. 6 Web electronic chart optimization scheme based on vector tiles

2.1 矢量瓦片的生成

2016 年12 月, 開(kāi)源地圖服務(wù)器GeoServer2.11版以后增加了vector-tiles-extension-plugin 插件, 擴(kuò)展了對(duì)矢量瓦片生成和發(fā)布功能的支持[5]。具體的矢量瓦片生成流程如下。

1. 切圖工具: vector-tiles-extension-plugin 配置;

2. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ): 創(chuàng)建工作區(qū)并加入新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),發(fā)布圖層數(shù)據(jù);

3. 創(chuàng)建切圖方案: 設(shè)置切圖方案的名稱(chēng)、坐標(biāo)參考系統(tǒng)、切圖分辨率及切圖級(jí)別設(shè)置。

4. 配置圖層: 配置Tile Cache 的矢量瓦片數(shù)據(jù)格式geojson、topojson 或mapbox-vector。

5. 利用GeoWebCache 工具緩存切片: 設(shè)置矢量瓦片數(shù)據(jù)格式、切片級(jí)別、切圖范圍等參數(shù)。切片規(guī)則根據(jù)道格拉斯-普克算法按圖層級(jí)別對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀, 生成矢量瓦片的結(jié)果如圖7 所示。

圖7 切片結(jié)果Fig. 7 Slice results

2.2 矢量瓦片與柵格瓦片的比較

本文為了比較矢量瓦片與柵格瓦片的數(shù)據(jù)處理效率, 以某市數(shù)據(jù)為例準(zhǔn)備一套矢量瓦片與柵格瓦片數(shù)據(jù)。電腦配置為硬件處理器是Intel(R) Core(TM)i5-7500 CPU @ 3.40GHz 3.40GHz, 已安裝內(nèi)存(RAM)為16 GB。切片方案: 柵格瓦片大小為256×256, 輸出格式為PNG 格式; 矢量瓦片輸出格式為GeoJSON/MVT 格式。切片工具均為Geoserver, 層級(jí)為10 (∈[9, 18])。其對(duì)比結(jié)果如下表1 所示。

表1 矢量瓦片與柵格瓦片切片效率對(duì)比表Tab. 1 Comparison of tile efficiency between vector and grid tiles

由上表可以看出, 矢量瓦片相較于柵格瓦片的數(shù)據(jù)處理效率優(yōu)勢(shì)明顯。矢量瓦片數(shù)據(jù)的GeoJSON/MVT 格式, 相對(duì)于柵格瓦片的PNG 格式, 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間大大減少, 數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)的效率大大提升,可以為數(shù)據(jù)更新、傳輸及用戶的體驗(yàn)帶來(lái)極大便利。

2.3 矢量瓦片數(shù)據(jù)的顯示

Geoserver 地圖服務(wù)器發(fā)布的矢量瓦片服務(wù)僅僅包含物標(biāo)要素的幾何信息和屬性信息, 并不能直觀地在客戶端呈現(xiàn), 因此前端采用開(kāi)源Leaflet 方案,參照S-52 標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)物標(biāo)要素的屬性進(jìn)行樣式的設(shè)計(jì)與配置, 完成前端矢量瓦片數(shù)據(jù)的顯示[16]。

在Leaflet 中, 核心的框架是Map 類(lèi), 把Map 類(lèi)看作是一個(gè)容器, 可添加圖層、控件、注記及與其綁定的響應(yīng)事件。借助Leaflet.VectorGrid 插件調(diào)用矢量瓦片服務(wù), 利用Leaflet 子類(lèi)對(duì)矢量瓦片進(jìn)行渲染。其中主要是在vectorTileOptions 中對(duì)矢量瓦片進(jìn)行配置, 矢量瓦片的渲染規(guī)則在vectorTileLayerStyles中定義。電子海圖中點(diǎn)狀物標(biāo)利用L.icon 類(lèi), 使用預(yù)先做好的符號(hào)圖片進(jìn)行設(shè)置; 簡(jiǎn)單線物標(biāo)利用stroke、color、weight 等抽象類(lèi)結(jié)合Layer 類(lèi)對(duì)不同的線型、顏色和線寬進(jìn)行表達(dá), 復(fù)雜的線型通過(guò)與L.icon 類(lèi)結(jié)合表達(dá); 面狀物標(biāo)則利用fill、fillcolor、fillrule 等選件定義。對(duì)于較為特殊的水深注記, 采用整數(shù)部分與小數(shù)部分分離單獨(dú)注記的方法, 將小數(shù)部分按合適的X, Y 偏移量進(jìn)行顯示, 以達(dá)到S-52 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范顯示效果。圖8 展示了水深注記的效果。

3 方案應(yīng)用與分析

本文依托實(shí)驗(yàn)室海洋信息展示平臺(tái), 介紹了矢量瓦片Web 電子海圖在平臺(tái)中的應(yīng)用。系統(tǒng)體系框架如圖9 所示, 主要包含數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、前端應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)電子海圖矢量數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、魚(yú)群數(shù)據(jù)、風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)、潮汐數(shù)據(jù)等; 服務(wù)層底圖數(shù)據(jù)服務(wù)采用Geoserver 地圖服務(wù)器, 實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源存儲(chǔ),如 PostGIS、DB2 等數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù); 前端應(yīng)用層運(yùn)用Leaflet 地圖API 調(diào)用Geoserver 發(fā)布的瓦片數(shù)據(jù)服務(wù),將電子海圖的矢量瓦片與遙感影像柵格瓦片數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加顯示, 并在此基礎(chǔ)上, 疊加魚(yú)群分布、磯釣點(diǎn)等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù), 進(jìn)行海洋信息展示、處理和分析。圖10、圖11 是將基于矢量瓦片Web 電子海圖作為底圖, 分別疊加魚(yú)群分布數(shù)據(jù)和風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)的融合顯示效果圖。

圖8 水深注記渲染Fig. 8 Water-depth annotation rendering

圖9 海洋信息展示平臺(tái)系統(tǒng)體系框架Fig. 9 System architecture of the marine information display platform

圖10 魚(yú)群分布熱力圖Fig. 10 Thermal map of fish school distribution

圖11 疊加風(fēng)場(chǎng)圖Fig. 11 Overlaid wind-field diagram

3.1 地圖加載

在海洋信息展示平臺(tái)中, 電子海圖作為平臺(tái)底圖起著至關(guān)重要的作用, 其加載速度直接影響著平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量。如表2 所示, 為了展示海圖顯示速度的優(yōu)化效果, 以平臺(tái)部分電子海圖數(shù)據(jù)為例(海域 范 圍 為 緯 度 38°33.8083′N(xiāo)～38°51.4059′N(xiāo), 經(jīng) 度120°52.6268′E～121°57.4349′E), 比較柵格瓦片電子海圖與矢量瓦片電子海圖加載速度及操作效率。操作電腦的硬件配置的處理器為 Intel(R) Core(TM)i5-5200 CPU @ 2.20GHz 2.19GHz, 內(nèi)存(RAM)為4 GB。柵格瓦片在Geoserver 地圖服務(wù)器中通過(guò)樣式化圖層描述文件(Styled Layer Descriptor, SLD)文件已提前渲染, 瓦片大小為256×256, 輸出格式為PNG 格式; 矢量瓦片輸出格式為PBF 格式, 渲染方式為前端渲染。

表2 平臺(tái)底圖加載效率對(duì)比表Tab. 2 Comparison of loading efficiency between vector and grid maps

由上表可以看出, 基于矢量瓦片的電子海圖相較于柵格瓦片電子海圖, 在首次加載、縮放及移動(dòng)的操作中都顯具優(yōu)勢(shì), 并且, 除首次加載消耗的時(shí)間較長(zhǎng)以外, 其他操作都在100 ms 以下, 而人的反應(yīng)時(shí)間一般大于100 ms, 所以在海圖加載完成時(shí), 底圖操作都更加流暢。

3.2 地圖顯示

在地圖顯示的過(guò)程中, 矢量瓦片地圖的目視效果優(yōu)于柵格瓦片地圖。由于矢量切片數(shù)據(jù)體積小, 加載速度快, 底圖數(shù)據(jù)不會(huì)像柵格瓦片一樣, 在比例尺增大的過(guò)程中出現(xiàn)先卡頓模糊, 再清晰的情況,不影響視覺(jué)效果。基于矢量瓦片技術(shù)的電子海圖在地圖顯示中的另一大優(yōu)勢(shì)在于緩解服務(wù)器壓力, 服務(wù)器一次切圖, 前端多種樣式選擇, 以適應(yīng)不同場(chǎng)景的需求。如圖12、圖13 所示, 可直接通過(guò)按鈕一鍵轉(zhuǎn)換顯示樣式。

圖12 白天模式Fig. 12 Day mode

圖13 夜晚模式Fig. 13 Night mode

3.3 地圖交互能力

由于柵格瓦片無(wú)法保留數(shù)據(jù)的空間特征, 瓦片中的要素?zé)o法進(jìn)行交互。而基于矢量瓦片的電子海圖, 可在Leaflet 的Map 類(lèi)中, 通過(guò)on 函數(shù)設(shè)置地圖點(diǎn)擊事件, 利用Layer 類(lèi)的identify 方法獲取鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置, 進(jìn)而獲取要素的屬性信息, 實(shí)現(xiàn)空間查詢功能, 提升海圖交互能力。疊加衛(wèi)星影像地圖后錨地屬性查詢和磯釣點(diǎn)中要素查詢效果如圖14、圖15所示。

圖14 錨地屬性查詢Fig. 14 Anchor-property query

圖15 磯釣點(diǎn)要素屬性查詢Fig. 15 Querying the attributes of rock fishing points

4 結(jié)論

本文針對(duì)通用的以柵格瓦片形式提供Web 電子海圖服務(wù)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探索, 通過(guò)對(duì)矢量切片的原理及數(shù)據(jù)組織形式的深入分析, 研究了基于矢量瓦片的Web 電子海圖優(yōu)化方案, 包括S-57 海圖數(shù)據(jù)的處理、基于開(kāi)源地圖服務(wù)器Geoserver 的矢量切片生成與發(fā)布、前端基于Leaflet 的矢量瓦片數(shù)據(jù)多樣式顯示, 以及矢量瓦片數(shù)據(jù)要素查詢等。通過(guò)矢量切片柵格切片效率對(duì)比實(shí)驗(yàn)及海洋信息展示平臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)用, 證實(shí)優(yōu)化方案的可行性及高效性, 充分說(shuō)明基于矢量瓦片技術(shù)的Web 電子海圖在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示速度、渲染效果及交互性方面的優(yōu)勢(shì), 說(shuō)明矢量瓦片技術(shù)在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。不足之處, 本文也有可繼續(xù)優(yōu)化的方面, 如自動(dòng)切片、樣式自動(dòng)化生成、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)前端顯示等方面, 因此后續(xù)工作將繼續(xù)對(duì)矢量瓦片在Web 電子海圖優(yōu)化方面進(jìn)行深入研究,以實(shí)現(xiàn)高效可靠的矢量切片技術(shù)體系。