块和分块服务

最新推荐文章于 2025-05-28 11:21:37 发布

MapGuide_Inside

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分类专栏： MapGuide 文章标签：服务器 session library layer schema 测试工具

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/MapGuide_Inside/article/details/4454220

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本章中，首先将介绍块和分块服务的基本概念和原理，然后介绍如何在MapGuide Studio中通过用户界面来配置图层使用分块服务和如何通过MapGuide分块服务API来创建和使用块。

1.1 块

对于AJAX Viewer和Fusion Viewer，MapGuide服务器都是将地图渲染为一张图像发送给客户端的，每次当用户在浏览器中缩放或平移地图的时候，通常都会要求MapGuide服务器重新发送地图到客户端。试想一下，如果每次都重新渲染地图，这将是一个不小的开销。那么，是否可以将已经渲染好的地图缓存下来，当客户端浏览地图的时候直接从缓存中取出那些已经渲染好的地图，从而降低MapGuide服务器的开销。这个方案听起来是可行的，而且在许多的商业软件都使用了这样的技术，MapGuide也采用了类似的技术。

那么，MapGuide是如何缓存已经渲染为图像的地图的呢？在介绍MapGuide的缓存技术之前，让我们先看看它必须解决的问题。

问题1：在大部分情况下，客户端需要的只是当前视图中需要显示部分的地图，而不是整个地图，如何只把当前视图对应的地图图像返回给客户端？

问题2：地图中图层不同的可见性设置会导致不同的地图渲染结果，如何缓存这些不同的地图图像？

问题3：在不同的地图比例尺下，地图需要被渲染为不同分辨率的图像，以保证总能获得清晰的地图。地图比例尺是一个连续的值，所以不可能在所有的地图比例尺为地图创建缓存，那么又该如何解决这个问题呢？

1.1.1 块

对于问题1，MapGuide采用的办法是将整个地图分割为固定大小的图像块进行缓存，这样服务器只需要将客户端当前视图对应的图像块返回给客户端，而客户端可以立即显示返回的块，无需等待所有块全部返回才显示地图。

可以通过MapGuide服务器配置文件ServerConfig.ini中TileServiceProperties部分的属性设置块的大小， DefaultTileSizeX属性用于设置块的宽度，DefaultTileSizeY属性用于设置块的高度，它们的单位都为像素，默认值都为300。

1.1.2 基地图、基层和基层组

对于问题2，MapGuide引入了基地图(Bae Map)、基层(Base Layer)和基层组(Base Layer Group)的概念来解决这个问题。与地图的概念类似，基地图也是由图层组组成，每个图层组由若干个图层组成，我们将基地图中的图层组和图层分别称为基层组和基层。但是，基地图与地图并不是平行的概念，基地图只是地图的组成部分，图6-1显示了地图定义的Schema，可以看到每个地图可以包含一个基地图BaseMapDefinition。与普通地图不同的是：

l 基地图只能由基层组组成，不能直接包含一个基层。所以，在图6-1中可以看到，BaseMapDefinition只包含了BaseMapLayerGroup。

l 基层没有可见性设置，只有基层组具有可见性设置，基层的可见性由其所属的基层组决定。所以，在图6-1中可以看到，BaseMapLayerGroup包含Visible元素，而BaseMapLayer没有Visible元素。

Map Definition Schema

图6-1 地图定义的Schema

由于只有基层组具有可见性设置，所以基础图层组的所有图层是在一起渲染。对于不同的基层组，它们被渲染为不同的图像块，缓存在不同的目录下。这样，就可以解决问题2。

假设基地图中包含了两个基层组，一个基层组为可见，一个为不可见，当使用Viewer浏览地图时，只需要将可见基层组缓存的块返回给客户端；如果两个基层组都可见，那么两个基层组缓存的块都会返回给客户端，如果高层的基层没有透明区域，底层的层会被高层的基层隐藏。

1.1.3 基地图比例尺

基地图具有一组预定义的比例尺，它们由图6-1中的FiniteDisplayScale元素所定义，MapGuide只将这些比例尺下的地图图像缓存下来。当Viewer发送请求来查看某个比例尺的地图时，MapGuide会在预定义的比例尺中查找最接近当前请求的比例尺，返回此比例尺下缓存的块，这样就解决了问题3。

1.1.4 创建基地图

MapGuide Studio提供了如图6-2所示的用户界面用于创建基地图，使用步骤如下：

1）在MapGuide Studio中打开要添加基地图的地图。

2）在Base Layers For Smooth Navigation面板中Layers By Group and Drawing Order下面，点击Base Layers(0 Groups, 0 Layers)。

3）点击Create A New Group按钮，你创建任意多个基层组，但必须至少创建一个基层组，基层组之间不可以嵌套。

4）添加图层到基层组，不要将已经在加入地图中的图层加入基层组。

5）在Set Fixed Scales for Incremental Zooming面板的Total number of scales文本框中输入比例尺的数目，Studio会自动创建一系列平均间隔的比例尺，并将它们显示在Generated scale list列表框中。

6）保存对当前地图的修改。

UI to Create Base Map

图6-2 创建基地图的用户界面

1.2 块的缓存位置

块在MapGuide服务器中的缓存路径由如下五部分组成：

l 文件基路径

l 基地图比例尺索引

l 基层组

l 行

l 列

1.2.1 文件基路径

如果是Library资源库，那么文件基路径等于地图资源ID的路径加下划线和地图资源ID的名称。假设地图的资源ID为Library://Sample/Shanghai.MapDefinition，那么对应的文件基路径为“Sample_Shanghai”。如果是Session资源库，那么文件基路径等于Session ID加下划线、加地图资源ID的路径加下划线和地图资源ID的名称。假设地图资源ID为Session:70ea89fe-0000-1000-8000-005056c00008_en//Sample/Shanghai.MapDefinition

那么对应的BasePath为“70ea89fe-0000-1000-8000-005056c00008_Sample_Shanghai”。

1.2.2 基地图比例尺索引

基地图比例尺索引部分等于英文字符“S”加当前基地图的比例尺索引，例如“S0”。那么，如何确定基地图的比例尺索引呢？当Viewer发送请求来查看某个比例尺的地图时，MapGuide会遍历基地图定义中FiniteDisplayScale元素的值，查找与当前请求的比例尺最为接近的第n个FiniteDisplayScale元素 (从0开始计数)，n这个值就是当前请求对应的基地图比例尺索引。

给定如下的地图定义，假设Viewer发送请求查看比例尺为1：2830的地图，我们可以看到当前请求的比例尺与第6个FiniteDisplayScale元素的值2828.125最为接近，所以当前请求对应的基地图比例尺索引6。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<MapDefinition xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:noNamespaceSchemaLocation="MapDefinition-1.0.0.xsd">

<Name>New Map</Name>

<CoordinateSystem>LOCAL_CS["Non-Earth (Meter)",LOCAL_DATUM["Local Datum",0],UNIT["Meter", 1],AXIS["X",EAST],AXIS["Y",NORTH]]</CoordinateSystem>

<Extents>

<MinX>1880999.75</MinX>

<MaxX>1899000.25</MaxX>

<MinY>458999.75</MinY>

<MaxY>463000.25</MaxY>

</Extents>

<BackgroundColor>ffffffff</BackgroundColor>

<Metadata><MapDescription>Raster</MapDescription></Metadata>

<BaseMapDefinition>

<FiniteDisplayScale>0.690460205078125</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>2.7618399999999999</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>11.047359999999999</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>44.189450000000001</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>176.75781000000001</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>707.03125</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>2828.125</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>11312.5</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>45250</FiniteDisplayScale>

<FiniteDisplayScale>181000</FiniteDisplayScale>

<BaseMapLayerGroup>

<Name>Raster</Name>

<Visible>true</Visible>

<ShowInLegend>true</ShowInLegend>

<ExpandInLegend>true</ExpandInLegend>

<LegendLabel></LegendLabel>

<BaseMapLayer>

<Name>g-07</Name>

<ResourceId>Library://Layers/g-07.LayerDefinition</ResourceId>

<Selectable>true</Selectable>

<ShowInLegend>true</ShowInLegend>

<LegendLabel>g-07</LegendLabel>

<ExpandInLegend>true</ExpandInLegend>

</BaseMapLayer>

</BaseMapLayerGroup>

</BaseMapDefinition>

</MapDefinition>

1.2.3 基层组

基层组部分等于基层组的名称。

1.2.4 行

行部分等于英文字符“S”加块所在的行组号。那么，如何确定一个块所在的行组呢？这取决于MapGuide服务器配置文件ServerConfig.ini中TileServiceProperties部分属性TileRowsPerFolder的值，将块的行号除以这个值然后取整，得到的值就是块所在的行组号。假设TileRowsPerFolder值为30，给定一个行号为50的块，那么它的行组号为1，行部分等于“R1”。

1.2.5 列

列部分等于英文字符“C”加块所在的列组。那么，如何确定一个块所在的列组呢？这取决于 MapGuide服务器配置文件ServerConfig.ini中TileServiceProperties部分属性TileColumnsPerFolder的值，将块的列号除以这个值然后取整，得到的值就是块所在的列组号。假设TileColumnsPerFolder值为30，给定一个列号为50的块，那么它的列组号为1，列部分等于“C1”。

1.3 计算块的坐标

给定一个块的行号tileColumn和列号tileRow，块左下角坐标(tileMinX, tileMaxX)和右上角坐标(tileMinY, tileMaxY)的计算公式如下：

tileMinX = mapMinX + tileColumn * tileWidthMCS;

tileMaxX = mapMinX + (tileColumn+1) * tileWidthMCS;

tileMinY = mapMaxY - (tileRow +1) * tileHeightMCS;

tileMaxY = mapMaxY - tileRow * tileHeightMCS;

其中，mapMinX为块对应地图左下角的X坐标值，mapMaxY为右上角的Y坐标值，tileWidthMCS为的每个块的宽度，tileHeightMCS为每个块的高度，他们使用的单位是块所对应地图空间参考系的单位。tileWidthMCS和tileHeightMCS的计算公式如下：

tileWidthMCS = tileWidth * metersPerPixel * scale / metersPerUnit;

tileHeightMCS = tileHeight * metersPerPixel * scale / metersPerUnit;

其中，scale为块所对应的比例尺，tileWidth和tileHeight为块的像素宽度和高度；metersPerPixel 为像素与米的转换系数，MapGuide总是使用96 DPI，即96个像素等于一英寸；meterPerUnit为块所对应地图空间参考系单位与单位米的转换系数。

开源版MapGuide中的方法MgServerRenderingService::RenderTile(...)正好实现了计算一个块坐标值的逻辑，那么我们就以这个方法为例展示一下如何计算一个块的坐标值。

MgByteReader* MgServerRenderingService::RenderTile(MgMap* map,

CREFSTRING baseMapLayerGroupName,

INT32 tileColumn,

INT32 tileRow)

{

......

// 获取地图的比例尺索引

double scale = map->GetViewScale();

INT32 scaleIndex = map->FindNearestFiniteDisplayScaleIndex(scale);

......

// 按照layer group的名称获取layer group对象

Ptr<MgLayerGroupCollection> layerGroups = map->GetLayerGroups();

Ptr<MgLayerGroup> baseGroup = layerGroups->GetItem(baseMapLayerGroupName);

......

// 根据比例尺索引获取对应比例尺的值

scale = map->GetFiniteDisplayScaleAt(scaleIndex);

// 确保当前地图使用了与Tile相同的DPI

map->SetDisplayDpi(MgTileParameters::tileDPI);

// 获取地图的范围，从而得到地图左上角和右下角的坐标值

Ptr<MgEnvelope> mapExtent = map->GetMapExtent();

Ptr<MgCoordinate> pt00 = mapExtent->GetLowerLeftCoordinate();

Ptr<MgCoordinate> pt11 = mapExtent->GetUpperRightCoordinate();

double mapMinX = rs_min(pt00->GetX(), pt11->GetX());

double mapMaxX = rs_max(pt00->GetX(), pt11->GetX());

double mapMinY = rs_min(pt00->GetY(), pt11->GetY());

double mapMaxY = rs_max(pt00->GetY(), pt11->GetY());

// 获得Tile所对应地图空间参考系单位与单位米的转换系数

double metersPerUnit = map->GetMetersPerUnit();

// 计算得到像素与单位米的转换系数

double metersPerPixel = METERS_PER_INCH / MgTileParameters::tileDPI;

double tileWidthMCS = (double)MgTileParameters::tileWidth *

metersPerPixel * scale / metersPerUnit;

double tileHeightMCS = (double)MgTileParameters::tileHeight *

metersPerPixel * scale / metersPerUnit;

// 计算得到Tile左下角和右上角的坐标

double tileMinX = mapMinX + (double)(tileColumn ) * tileWidthMCS;

double tileMaxX = mapMinX + (double)(tileColumn+1) * tileWidthMCS;

double tileMinY = mapMaxY - (double)(tileRow +1) * tileHeightMCS;

double tileMaxY = mapMaxY - (double)(tileRow ) * tileHeightMCS;

......

}

1.4 分块服务

分块服务是用来管理分块的一种服务，它提供了获取块和清除缓存块的功能。

1.4.1 设置分块服务

MapGuide服务器配置文件ServerConfig.ini中TilingServiceProperties部分用于配置分块服务，下表列出了所有可用的设置。

属性名称	描述
RenderOnly	用于设定是否只是渲染Tile，而不将Tile缓存到服务器上，0代表假，1代表真。
TileCachePath	用于指定Tile图像缓存的根目录。
TileColumnsPerFolder	用于指定每个Tile列组文件夹中包含的列数。
TileRowsPerFolder	用于指定每个Tile行组文件夹中包含的行数。
DefaultTileSizeX	用于指定Tile的像素宽度。
DefaultTileSizeY	用于指定Tile的像素高度。
ImageFormat	用于指定生成的Tile的格式，它的值可以为PNG、PNG8、GIF或JPG。

1.4.2 获取块

如下两个方法GetTile(…)用于为获取块，mapDefinition用于指定一个地图定义的资源ID，map用于指定一个地图实例，baseMapLayerGroupName用于指定地图中基层组的名称，tileColumn和tileRow分别用于指定块所在的行组号和列组号，scaleIndex用于指定块的比例尺索引。

MgByteReader GetTile(MgResourceIdentifier mapDefinition,

String baseMapLayerGroupName,

int tileColumn, int tileRow, int scaleIndex);

MgByteReader GetTile(MgMap map,

String baseMapLayerGroupName,

int tileColumn, int tileRow, int scaleIndex);

Sequence Diagram of Getting Tile

图6-3 获取块的时序图

在MapGuide服务器端，获取块的时序图如图6-3所示。当调用GetTile(…)方法时，分块服务会查看指定的块是否已经存在，如果存在，那么直接返回缓存的块；如果不存在，首先调用SE_Renderer渲染指定的块，然后将渲染结果保存为图像缓存在相应的文件夹，最后返回缓存的块。由此，我们知道MapGuide服务器并不是提前为基层地图生成块，而是按需生成块。如果你不在乎缓存块所占用的硬盘空间，那么可以编写一个小程序为每个块调用一遍GetTile(…)方法，让分块服务MapGuide提前为基层地图生成所有的缓存块，从而能够让客户端能够更加平滑地浏览地图。