[发明专利]一种基于空间探索技术的地图数据存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种基于地理区域二级栅格化和空间信息索引的地图数据存储方法。

背景技术

随着地理信息系统的发展，地图信息越来越复杂，因此提供一种不仅可以快速索引地图数据的地图数据，并且占用最小物理存储空间的数据文件具有重要意义。一个高质量的地图数据应该包含尽可能多的地图信息，并且占用尽可能少的物理存储空间。由于地图数据通常包含大量信息，需要建立一个方便快捷的索引体系，能够在最短时间内索引到需要的地图信息，避免对系统信息处理的实时性造成影响。现代交通朝着智能化的方向发展，其中一个关键因素就是电子地图的存储结构和索引方式，其存储结构和索引方式直接关系到空间数据库调用的效率和地图信息的完整性。减小地图数据存储所占用的物理空间而又不损害地图数据所包含的属性信息，解决方法之一是降低地图数据精度或裁减地图数据信息，例如减少地图数据中折线形状节点个数，不存储较小道路属性信息等，但这不符合现代智能交通系统对地图精度的要求；解决方法之二就是对地图数据进行处理并采用限制位数的二进制数据存储方式。现有的地图数据存储方式也有采用二进制存储方式存储地图数据，但地图数据中的坐标信息为double型数据，存储中需要占用8个字节的空间。

现有的地图数据存储体系及索引结构有：规则网格分割地图、KD树索引、BSP树结构索引、八叉树和R树系列索引体系等，其中尤其以规则网格索引效率高，但现有的地图数据存储中，规则网格方式数据冗余量大，在不同网格内经常重复存储着同一条道路。在现有地图数据存储中，最为流行的是kiwi格式和kiwi plus，但这两种方式也都存在数据冗余量大，内部结构固定，缺少灵活性的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以简化数据存储方式和索引结构，高效索引地图数据，节约物理存储空间的地图数据存储方法。

本发明的目的是这样实现的：

该方法包括如下步骤：

（1）确定待存储的地图范围、地图层及属性信息；

（2）对地图数据进行二次栅格化处理，并存储分层栅格化的地图数据；

（3）对地图坐标数据进行倍数放大，采用32位整型数据以二进制方式存储地图数据；

（4）将地图数据的文件头、一级栅格化数据和二级栅格化的数据偏移量、地图数据中各元素的ID号以及在数据文件中的偏移量保存在索引文件中；将地图数据中各元素的坐标信息及其在属性文件中的偏移量、道路的节点个数及道路宽度和颜色信息储存在数据文件中；将道路名称，道路ID号，道路初始节点ID，道路终止节点ID，道路入角度，道路出角度，道路长度信息储存在属性文件中。

本发明的有益效果在于：

本发明提出一种采用整型数据存储地图坐标信息的方式，将原始坐标信息以统一的尺度进行放大，保证不损失地图精度的前提下将double型数据转换为32位整型数据进行存储，即一个坐标数据只占用4个字节的物理空间，在存储坐标数据部分比采用double型数据减少了4个字节的存储空间，大大降低了对物理空间的需求。本发明采用二级栅格化方式存储地图数据，同时针对数据冗余采用通过ID索引方式实现空间信息索引，重复存储的数据仅仅为道路的ID号而不重复存储道路实际坐标信息，从而大大减弱了数据存储的冗余度。

附图说明

图1是第一次栅格化后的地图栅格示意图；

图2是两次栅格化示意图；

图3是索引文件数据存储结构示意图；

图4是道路轴向外包示意图；

图5是数据文件存储结构示意图；

图6是属性文件存储结构示意图；

图7是数据索引读取示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步描述：

由于导航地图数据中，人们最关心的地图信息即是道路信息，而且，道路信息也是最具代表性的地图数据，为方便后续阐述，以道路信息地图层为基础阐述本专利所提出的地图数据存储方法。具体实现过程如下所述：

1.确定所要存储的地图范围

对地图数据处理之前，设定要处理的地图区域，可表示为：MapMinEast,MapMinNorth,MapMaxEast,MapMaxNorth。各变量分别表示所选地图区域东向最小坐标值，北向最小坐标值，东向最大坐标值，北向最大坐标值。

2.确定所要存储的地图层及相关属性信息