[发明专利]一种适用于多核CPU的矢量数据并行绘制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地理信息系统矢量数据的绘制显示技术领域。具体地说，本发明涉及一种利用矢量图层数和CPU核数之间的关系建立多线程池模型，并行获取、绘制矢量数据的方法和系统。

背景技术

社会经济的快速发展，矢量数据在社会各个领域得到广泛的应用。不同部门、不同行业根据自身的需求，生产不同比例尺、不同时态、不同数据结构的矢量数据，可以划分为基础地理、土地利用、环境等方面的数据，这造成矢量数据的异构、数据量之大的特性。

快速地在计算机终端显示器上绘制显示矢量数据，一直是各种地理信息系统(Geographical Information System，GIS)软件以及制图软件需要解决的问题。如何能够快速高效访问海量的数据并能够快速绘制显示一直是GIS软件关心的问题，这也是具有挑战性的问题。

矢量数据能够在计算机终端快速绘制显示，必然要能够快速的访问数据实体，因此要对海量的矢量数据，设计高效的数据管理方法，建立有效的海量数据的空间索引机制。目前矢量数据的存储方法提出了对象数据模型、矢量数据拓扑模型，在空间索引方面提出了网格索引、四叉树索引、R树以及R+等。

随着计算机技术革新，特别是在计算机CPU的发展方面，出现了多核处理器的体系结构，多核处理器技术在应用上的优势有两个方面：为用户带来更强大的计算性能；更重要的是可满足用户同时进行多任务处理和多任务计算环境的要求。因此在进行海量矢量数据的绘制显示时，能够利用多核CPU的优势进行并行绘制处理。

但是，目前大多数的矢量数据绘制方法仍然采用的是传统的串行处理方式，依靠单核CPU单线程模式循环遍历每个矢量图层以及矢量图层的每个要素，对于每绘制一遍海量的矢量数据，需要用户等待，效率极低。在早期的单核CPU计算机硬件水平下，这用绘制方式是可行的，随着计算硬件水平的发展，双核、四核、八核甚至更多核CPU的计算机出现，这种串行矢量数据的绘制方式，已经不是最优的绘制方式，它不能提高矢量数据的绘制效率，不能有效的利用多核CPU计算机硬件优势。

发明内容

因此，根据本发明的优选实施方式，本发明解决了现有技术中不能有效利用多核CPU计算机硬件优势，提高矢量数据的绘制效率的技术问题。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种适用于多核CPU的矢量数据并行绘制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

并行获取矢量数据步骤：根据计算机终端的CPU的核数和矢量图层数，建立多线程模型体系，所述多线程模型各自独立，并行处理每个矢量图层，每个多线程模型根据计算机终端的屏幕范围获取矢量图层空间索引块，通过所述空间索引块来获取索引块内的矢量要素实体集；

并行符号化绘制步骤：对获取的所述矢量要素实体集进行矢量图层并行绘制，每个矢量图层生成内存位图并放入内存位图池；

终端屏幕显示步骤：对每个矢量图层生成的内存位图，按照矢量图层叠加的先后顺序依次显示到计算机终端的屏幕。

优选的，所述方法进一步包括以下步骤：

矢量数据存储步骤：将不同数据格式、不同来源的异构矢量数据，按照不同领域的分层方式进行分层，形成矢量图层，在数据库中建立与矢量图层对应的空间索引表，进行矢量数据入库；

空间索引处理步骤：对矢量数据进行空间网格索引化，形成矢量图层的空间网格索引块。

优选的，建立网格索引的规则是采用四叉树。

优选的，每个多线程模型均对应IO和DC两个线程，所述IO线程用于获取本地或者远程数据，所述DC线程用于绘制所述IO线程获取的矢量数据。

优选的，所述IO线程和DC线程保持并行同步。

根据本发明的一个方面，本发明还提供了一种适用于多核CPU的矢量数据并行绘制装置，其特征在于，所述装置包括以下模块：

并行获取矢量数据模块：用于根据计算机终端的CPU的核数和矢量图层数，建立多线程模型体系，所述多线程模型各自独立，并行处理每个矢量图层，每个多线程模型根据计算机终端的屏幕范围获取矢量图层空间索引块，通过所述空间索引块来获取索引块内的矢量要素实体集；

并行符号化绘制模块：用于对获取的要素实体集进行矢量图层并行绘制，每个矢量图层生成内存位图并放入内存位图池；

终端屏幕显示模块：用于对每个矢量图层生成的内存位图，按照矢量图层叠加的先后顺序依次显示到计算机终端的屏幕。

优选的，所述装置进一步包括以下模块：