[发明专利]一种基于Redis和PostgreSQL的瓦片地图服务集群系统和方法

说明书

本发明提供了一种基于Redis和PostgreSQL的瓦片地图服务集群系统和方法，该系统包括远程字典服务Redis、PostgreSQL数据库服务器，瓦片地图服务集群系统将地图元数据存储到PostgreSQL数据库服务器中；使用远程字典服务Redis做地图元数据和瓦片的缓存，请求过的瓦片也都会在Redis服务中保留一份副本。当客户端请求瓦片时，服务器拦截来自客户端的请求，判断本次请求的数据是否已经被缓存；如果请求数据已被缓存，则将这些缓存图片直接渲染至客户端；如果请求数据没有被缓存，则由瓦片地图服务系统下游处理请求数据，获取瓦片数据并缓存至远程字典服务Redis，之后绘制到客户端，下次再访问同一瓦片直接通过Redis获取。

技术领域

本发明涉及地图服务技术领域，尤其涉及一种瓦片地图服务集群系统以及瓦片地图请求的处理方法。

背景技术

瓦片地图金字塔模型是一种多分辨率层次模型，从瓦片金字塔的底层到顶层，分辨率越来越低，但表示的地理范围不变。首先确定地图服务平台所要提供的缩放级别的数量N，把缩放级别最高、地图比例尺最大的地图图片作为金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行切割，分割成相同大小(比如256×256像素)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片矩阵；在第0层地图图片的基础上，按每2×2像素合成为一个像素的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，分割成与下一层相同大小的正方形地图瓦片，形成第1层瓦片矩阵；采用同样的方法生成第2层瓦片矩阵。如此下去，直到第N-1层，构成整个瓦片金字塔。

PostgreSQL是一种特性非常齐全的自由软件的对象-关系型数据库管理系统(ORDBMS)，是以加州大学计算机系开发的POSTGRES 4.2版本为基础的对象关系型数据库管理系统。

Redi s(Remote Dictionary Server)是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。Redis的所有数据是放在内存中的，性能极高，读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s。支持丰富的数据类型，如string、list、hash、set、zset。

GeoWebCache(GWC)是一个采用Java实现用于缓存WMS(Web Map Service)瓦片的开源项目。当地图客户端请求一张新地图和瓦片时，Geowebcache服务器拦截来自客户端的请求，判断本次请求的数据是否已经被缓存。如果请求数据已被缓存，则将这些缓存图片直接渲染至客户端；如果请求数据没有被缓存，则发送请求至WMS Server(提供网络地图服务的服务器)，由服务器处理请求数据，并返回给GeoWebCache服务器，GeoWebcCache服务器经过渲染及缓存数据图片后绘制到客户端，从而提高地图展示的速度，实现更好的用户体验。

在附图1中，GeoWebCache机器上的圆柱体表示瓦片存储。理想情况下，大多数请求都是在不访问WMS服务器的情况下从这个存储中响应的。因此，指向客户机的箭头要大得多，因为GeoWebCache每秒可以响应数百或数千个请求。

可见，业内通常使用GeoWebCache作为缓存中间件，使用场景存在如下问题。

1.使用文件系统做元信息存储

松散包装。关系映射中没有ACID(原子性，一致性，隔离性，持久性)操作，这意味着无法保证。考虑一种情况，手动或一些黑客删除文件后，你可能不知道该文件是否存在。

安全性低。由于文件可以保存在您应该提供写入权限的文件夹中，因此很容易出现安全问题并引发麻烦，例如黑客攻击。如果无法在安全性方面做出妥协，最好避免保存在文件系统中。

2.使用文件系统做瓦片缓存

服务需要与硬盘文件进行交互来获取瓦片，I/O速度慢，响应时间长，性能比较受制约，在安全性方面也存在上述问题。