[发明专利]基于属性分离的空间大数据三维可视化方法及平台

说明书

本发明公开了基于属性分离的空间大数据三维可视化方法及平台。本发明的基于属性分离的空间大数据三维可视化方法，建立了空间大数据三维可视化平台。通过矢量数据瓦片块的服务方式较好的控制了一次性进入三维渲染循环的数据总量；通过数据预处理优化策略，减轻了三维渲染时对于数据转换的CPU等计算机资源消耗；通过渲染图元数据模型优化策略，对场景中活动结点所表示的数据瓦片块进行可见性判定，只反馈数据实体对象的矢量拓扑结构信息，较好的平衡了空间大数据数据吞吐量与三维渲染帧率的问题。同时，为了能够在可视化场景中满足业务数据交互和分析的需要，采用嵌入式空间数据库缓存数据的解决方案，做到数据分离。

技术领域

本发明涉及空间大数据三维可视化，尤其涉及基于属性分离的空间大数据三维可视化方法及平台。

背景技术

空间数据库指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与应用相关的地理空间数据的总和，一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质之上的。空间数据库的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效地利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统的关系数据库在空间数据的表示、存储、管理、检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。而传统数据库系统只针对简单对象，无法有效的支持如图形、图像等复杂对象。

空间大数据，是大数据与空间数据库的融合体。随着空间大数据的不断增长和三维地理信息可视化技术的不断发展，对于空间大数据信息可视化的要求日益提高。空间大数据中隐含了方方面面的信息，这是空间大数据信息的价值所在，因此在可视化实现中除了要求能够完成海量数据的高效可视化外，同时要求能够及时、快速、准确的反馈空间大数据的背后的信息量。

在三维地理信息可视化中，存在两类空间大数据：一类是以栅格数据为基础的作为地球表面材质展现的空间大数据，其渲染逻辑相对成熟；另一类是以矢量数据作为球上业务载体的空间大数据，因其拓扑结构信息的复杂性和附加属性信息的不确定性，其展现效果并不理想。

矢量空间大数据可视化，首先应该能够应对海量数据的快速可视化表达，其在空间大数据三维可视化平台上通过点、曲线、多边形等表达其拓扑结构信息，而其他空间大数据附加的信息内容，通常是通过弹窗、联动联合的方式进行可视化表达。

传统的矢量空间大数据的可视化表达，如图1所示，是将矢量空间大数据中的各个数据体内容进行颗粒度划分，并将单个数据体的内容抽象成面向对象数据模型。新建矢量空间大数据对象渲染逻辑，对各个对象抽象其匹配的图元渲染模型，其本质是将所有信息内容调度到计算机内存中，进行空间大数据的可视化表达。该方案将可视化对象的显示与隐藏逻辑，交予底层三维渲染引擎来处理——通过背面剔除、遮挡等逻辑，判断图元内容是否在三维引擎的视窗体内，如果存在于视窗体内，则进行显示，否则隐藏。对于与用户交互操作的矢量空间数据对象，通过高亮显示逻辑执行三维地理信息平台可视化，并在空间数据详细信息展示体系中进行其他附加信息的展示。该种方案能够正确的表达矢量空间大数据中独立个体的信息内容，然而随着数据量的激增，矢量空间大数据三维可视化平台所消耗的系统资源急剧上升，势必将造成整体系统的卡顿，严重降低系统的最终用户体验。