[发明专利]一种基于MBTiles的地图瓦片存储方法

说明书

本发明属于地理信息系统领域，涉及一种基于MBTiles的地图瓦片存储方法。该方法包括以下步骤：(S1)获取包含各层级地图瓦片的地图瓦片数据；(S2)初始化，定义迭代变量k，设置每个MBTiles文件内瓦片的存储数量；(S3)读取第k层级的地图瓦片数据，获取该层级所有瓦片的位置信息、瓦片坐标编号范围；(S4)计算在第k层级下共需要生成的MBTiles文件数量和每个MBTiles文件对应的文件坐标编号，并创建空的MBTiles文件；(S5)计算第k层级的所有瓦片所对应存储的MBTiles文件，并存储于对应的MBTiles文件内；(S6)k减1，若k大于0，则返回(S3)；否则，则所有地图瓦片数据已采用MBTiles文件的格式存储完毕。本发明方法的存储方式读取速度得到极大提升，且易于备份和移植。

技术领域

本发明属于地理信息系统领域，涉及一种地理信息系统中大规模地理空间数据的地图瓦片存储方法。

背景技术

为了提高网络地理信息服务的获取速度,常将地理空间数据进行处理并裁切成统一规格的多级图片，即“地图瓦片”。为了有效提高这些瓦片的获取和显示效率，在进行瓦片的生成时，常利用一种金字塔结构的多分辨率层次模型进行瓦片的组织和构建，即金字塔模型。金字塔模型通常是基于四叉树结构，以分层分块的方式进行构建。其每层所表示的地理覆盖范围相同，随着逐级切分，从上层到下层，对应的地图比例尺越来越大，表示的地面分辨率也越来越高。下层瓦片是由同范围大比例尺数据在其本层分块策略基础上，再次进行四等分后形成，层数即地图的缩放级别，每层均组成一个瓦片矩阵。因此，对于任意相邻的层，从上到下，瓦片矩阵的行列数呈倍数递增关系，可以快速进行瓦片定位，方便网络调用和显示。

目前，国内外大型地理信息服务的系统和软件大多采用金字塔模型来存储、管理地图瓦片数据。对于瓦片数据的存储，大多数文件系统和传输协议对处理数以百万计的瓦片数量都有一定限制，例如：在FAT32格式的文件系统中，一个文件夹中最多含有65536个文件，HFS格式最多能列出32767个文件，EXT3格式超过20000个文件时会变得很慢。另外，数以百万计的瓦片数据部署或迁移时的读写和传输性能都不高。ArcGIS提供了一种紧促性的文件格式Bundle，其易于缓存，节约空间，但官方不提供其读取方法，脱离ArcGIS Server使用Bundle格式十分复杂，并且一个Bundle文件仅可以保存128*128个瓦片数据，存储空间不具有延展性。因此，将构建好的地图瓦片其存储在一种移植性较好，操作简便，存储空间足够的文件中才能够更好的调用瓦片数据，使基于Web的GIS地图服务更好地满足大规模的用户需求。

当前，把大规模瓦片数据用类似于ArcGIS的Bundle存储形式存储在基于SQLite的MBTiles文件格式当中，既满足了查询读取速度快，又满足了可移植性好、操作简便的特点。SQLite是一种轻量级数据库，使用简便。最重要的是，SQLite具有跨平台特性，其将数据库中的所有信息都包含在一个文件内，从而实现离散存储的文件统一管理，并且易于备份和移植。MBTiles是一种地图瓦片存储的数据规范，是由MapBox制定的一种将瓦片地图数据存储到SQLite数据库中并可快速使用、管理和分享的规范。利用MBTiles规范对瓦片数据进行存储可大大提高海量地图瓦片的读取速度，比通过瓦片文件方式的读取要快很多，存储瓦片数量不像Bundle格式有固定限制，并且操作极为简便，用户可将MBTiles文件作为一个独立的数据库，直接在SQLite中对其进行操作。

由于SQLite本身在并发(包括多进程和多线程)读写方面的性能一直不太理想，数据库可能会被写操作独占，从而导致其它读写操作阻塞或出错。因此将生成的地图瓦片直接缓存到SQLite中效率极低，需要采用合适的方法进行存储以提高瓦片存储效率。