[发明专利]一种适应显示导向型可视化分析的快速的空间索引方法

权利要求书

1.一种适应显示导向型可视化分析的快速的空间索引方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：首先参考瓦片地图技术，基于四叉树剖分方法对全球地理范围进行递归划分设计了TQ-tree 结构，TQ-tree中每个节点代表特定且规律的空间范围，并对节点进行编码，实现节点与空间范围间的映射关系；

步骤二：接着提出TQ-tree generation算法(TQTG)，将矢量要素索引项按要求插入树节点中构建TQ-tree；

TQ-tree generation算法(TQTG)的构建步骤如下：

（1）创建初始根结点，设置根节点属性，其中四个子结点指针值为空，同时设置 TQ-tree 的最大层级 n；

（2）开始插入空间对象，从根结点开始将空间范围均分为四个象限，当象限与对象最小外包矩形（MBR）存在空间包含或相交关系时，即创建新结点，设置新结点空间范围属性为该象限空间范围，再按此法从新结点向下递归创建新结点直至到设定的最大层级，当所有空间对象插入后，根结点同所有新创建结点组成 TQ-tree，生成的 TQ-tree 可用于支持瓦片金字塔 0-（n-8）层级瓦片的绘制；

（3）将 TQ-tree 中所有结点的属性信息存储到磁盘空间中，将索引输出到外存中；

步骤三：同时基于构建好的TQ-tree设计TQ-tree-Based visualization算法(TQTBV)，将空间范围检索问题转化为TQ-tree中结点是否存在的问题，而TQ-tree中结点是否存在可通过编码快速确定，从而避免了空间范围检索中的空间比较操作；

TQ-tree-Based visualization算法(TQTBV)的构建步骤如下：

（4）判断瓦片是否需要绘制，判断条件为瓦片空间范围内是否包含空间对象，对于瓦片金字塔中坐标为（z, x, y）的瓦片，计算瓦片空间范围并进行编码，通过编码从TQ-tree 根结点向下查找与其对应的树结点 tileNode，当树结点存在说明该瓦片空间范围内含有空间对象，该瓦片需要绘制，反之无需绘制；

（5）对需要绘制的瓦片再逐一计算像素值，判断条件为像素点一定像素宽度内是否包含空间对象，绘制某个像素点时，首先获取该像素点一定像素宽度内的像素点集合，再逐一遍历像素点集合，根据像素点空间范围进行编码，再从（4）中得到的 tileNode结点向下查找与该像素点对应的树结点，若树结点存在则说明该像素点一定像素宽度内包含空间对象，从而生成像素值。

2.根据权利要求1所述的一种适应显示导向型可视化分析的快速的空间索引方法，其特征在于：HiIndex 的核心任务：一是实现矢量数据的高效组织；二是实现瓦片的快速绘制，瓦片快速绘制实现了对组织后的数据进行快速的空间范围检索；在显示导向的计算模型中以瓦片金字塔的形式对可视化结果进行浏览，在瓦片金字塔中，每张瓦片的规格为256*256像素，并且每张瓦片和瓦片中每个像素均有唯一的地理空间范围，所以在进行计算像素值时，检索的空间范围是特定且规律的，即在像素点为中心的一定空间范围内对矢量数据源进行检索。