一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，包括以下步驟：把三維模型數(shù)據(jù)按照全球格網(wǎng)剖分方法瓦片化；把原本離散的瓦片數(shù)據(jù)按照計(jì)算規(guī)則進(jìn)行緊縮重組，形成數(shù)據(jù)塊大文件；將劃分好的數(shù)據(jù)塊大文件按分辨率由低到高組成瓦片金字塔；定義數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)；減少瓦片金字塔的層級(jí)劃分，將瓦片金字塔相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件按1:4的比例合并為一層；對(duì)合并后的數(shù)據(jù)塊大文件進(jìn)行重組；重新映射瓦片金字塔層級(jí)的視域范圍，保存為新數(shù)據(jù)層文件；每劃分一層都利用內(nèi)存映射技術(shù)動(dòng)態(tài)寫入文件，將瓦片金字塔逐層寫入到磁盤，形成內(nèi)部以瓦片方式有效存儲(chǔ)組織的三維模型數(shù)據(jù)的大文件。
【專利說(shuō)明】
一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于地理空間信息系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維GIS是目前GIS的一個(gè)重要發(fā)展方向，它在日益增長(zhǎng)的三維空間信息需求的牽引和蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代新興技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下得到了穩(wěn)步的發(fā)展。城市三維的建設(shè)與應(yīng)用，已成為地理信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是“數(shù)字城市”建設(shè)的重要組成部分。三維模型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的技術(shù)之一，它的優(yōu)劣直接影響著三維技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展前景。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)性能和應(yīng)用需求的不斷提高，傳統(tǒng)的二維GIS已經(jīng)不能滿足多分辨率、多尺度和多時(shí)空的直觀三維表達(dá)的需求，迫切需要尋求精確建模和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的三維可視化表達(dá)，使得高精度、多分辨率、多時(shí)空、多細(xì)節(jié)層次模型的三維場(chǎng)景建立產(chǎn)生了海量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和多尺度的三維模型數(shù)據(jù)。將三維模型數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行必要的格網(wǎng)分割處理，處理后的數(shù)據(jù)稱為瓦片(Tile)，其瓦片數(shù)量級(jí)十分龐大，通?？蛇_(dá)到T甚至P數(shù)量級(jí)。在分辨率不斷提高的前提下，三維模型數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算機(jī)內(nèi)存的增長(zhǎng)速度，面對(duì)如此大龐大的數(shù)據(jù)，要進(jìn)行快速查詢調(diào)用數(shù)據(jù)將是非常困難的，這對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用軟件都提出了非常高的要求，三維GIS技術(shù)的瓶頸之一也就是如何解決海量三維模型數(shù)據(jù)組織問(wèn)題，因此對(duì)三維模型進(jìn)行瓦片分割及其高效存儲(chǔ)組織也是目前三維研究的一個(gè)重要內(nèi)容。
[0004]解決三維模型數(shù)據(jù)的組織存儲(chǔ)難題，對(duì)于實(shí)現(xiàn)三維模型的快速建立，提升大范圍三維場(chǎng)景的漫游速度、查詢相應(yīng)時(shí)間及多用戶并發(fā)請(qǐng)求，提高三維場(chǎng)景的流暢、逼真顯示和人機(jī)交互體驗(yàn)有著重要意義，它決定著三維GIS系統(tǒng)的發(fā)展方向?；诂F(xiàn)有的三維模型組織存儲(chǔ)方法，考慮到不同應(yīng)用環(huán)境、不同組織方法、不同算法對(duì)三維模型數(shù)據(jù)的組織存儲(chǔ)影響效率不同，以及磁盤和內(nèi)存中定義的結(jié)構(gòu)不一樣，具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)也會(huì)不一樣，本文從盡可能的減少調(diào)度次數(shù)和內(nèi)存資源占用角度出發(fā)，提出了一種三維模型的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，對(duì)于解決三維模型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織難題具有現(xiàn)實(shí)意義。
[0005]目前，三維模型數(shù)據(jù)的組織和存儲(chǔ)方法有以下兩種:
(I)分散的小文件組織方法
該方法是指把單個(gè)三維模型或某一區(qū)域中的多個(gè)三維模型存儲(chǔ)在一個(gè)文件中。其主要代表為美國(guó)Sky line公司的TerrainSuit系列軟件，通過(guò)對(duì)模型制作模型點(diǎn)shp文件，在TEPro中根據(jù)導(dǎo)入.X模型并對(duì)其進(jìn)行打包，最后將打包的fly文件整合后形成場(chǎng)景文件，這種方法一定程度上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型數(shù)據(jù)的組織，但由于大量的空間、字段存儲(chǔ)關(guān)系信息和索引信息分開(kāi)存儲(chǔ)、散亂管理，使得空間查詢效率低下，且大大增加了數(shù)據(jù)誤刪除率，降低了數(shù)據(jù)組織管理的安全性。該類方法在下列文獻(xiàn)中均有論述:劉潔，裴繼紅，牛俊英.基于標(biāo)準(zhǔn)模型文件的建筑物三維數(shù)據(jù)模型.現(xiàn)代電子技術(shù)，2004.馮琰，郭容寰等.三維城市模型數(shù)據(jù)組織與管理方法研究.測(cè)繪科學(xué)，2011. (2)基于關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫(kù)的組織存儲(chǔ)
該方式是指把一個(gè)三維模型作為一個(gè)空間實(shí)體存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，它不僅具有空間信息，還具有與地物相匹配的屬性信息。雖然這種存儲(chǔ)組織方式有利于三維可視化與三維空間對(duì)象的組織存儲(chǔ)結(jié)合，但由于空間數(shù)據(jù)模型的復(fù)雜性以及數(shù)據(jù)形式的龐雜性，現(xiàn)有關(guān)于面向?qū)ο蟮年P(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫(kù)方式的組織存儲(chǔ)的探索主要集中在地形、遙感影像和少量三維實(shí)體的數(shù)據(jù)庫(kù)管理上，如SKyLine、G00gleEarth服務(wù)器端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和組織方式，較全面的三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)組織管理難以實(shí)現(xiàn);此外，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)本身的限制使得組織海量三維模型數(shù)據(jù)變得越來(lái)越力不從心，比如數(shù)據(jù)類型表達(dá)能力差，復(fù)雜查詢功能差，在數(shù)據(jù)的寫入方面卻完全沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)解決規(guī)?；瘑?wèn)題，大部分讀寫集中在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上讓數(shù)據(jù)庫(kù)不堪重負(fù)。該類方法在下列文獻(xiàn)中均有論述:谷勝濤，李景文等.面向?qū)嶓w的三維空間數(shù)據(jù)模型組織方法及應(yīng)用.城市勘測(cè)，2011.胡忠宇.面向?qū)ο蟮娜P(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫(kù)的研究.測(cè)繪科學(xué)，2009.邢小平，張玉蘭等.三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).第13屆中國(guó)系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于針對(duì)目前三維模型數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)高效存儲(chǔ)組織的難題，提出一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，綜合考慮到不同文件定義結(jié)構(gòu)以及不同算法對(duì)計(jì)算機(jī)處理影響不同，把瓦片化后的三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行緊縮處理成數(shù)據(jù)塊大文件，并以數(shù)據(jù)塊大文件的形式組成瓦片金字塔。定義了數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu);提出了一種新的瓦片金字塔的層級(jí)合并和重組的方法，通過(guò)快速讀取文件頭、快速繪制低精度數(shù)據(jù)，使得每次讀入內(nèi)存的數(shù)據(jù)為最少，盡可能減少數(shù)據(jù)塊大文件的調(diào)用次數(shù)和內(nèi)存駐留，優(yōu)化了瓦片金字塔的層級(jí)劃分，從而尋求一種較高效的三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，包括以下步驟:
步驟I，把三維模型數(shù)據(jù)按照全球格網(wǎng)剖分方法瓦片化；
步驟2，把原本離散的瓦片數(shù)據(jù)按照計(jì)算規(guī)則進(jìn)行緊縮重組，使其形成結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的數(shù)據(jù)塊大文件；
步驟3，將劃分好的數(shù)據(jù)塊大文件按分辨率由低到高組成瓦片金字塔；
步驟4，定義數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)，磁盤組織結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)均分為文件頭部分和數(shù)據(jù)部分；
步驟5，減少瓦片金字塔的層級(jí)劃分。按分辨率由低到高可將瓦片金字塔分為η層，以1:4的比例依次將相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并為一層數(shù)據(jù)塊大文件；
步驟6，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)塊大文件進(jìn)行重組，即將上一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件頭，將下一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件體;依次往下合并重組；
步驟7，對(duì)相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并重組后，重新映射瓦片金字塔層級(jí)的視域范圍，并將其保存為新數(shù)據(jù)層文件；
步驟8，每劃分一層都利用內(nèi)存映射技術(shù)動(dòng)態(tài)寫入文件，將瓦片金字塔逐層寫入到磁盤，形成內(nèi)部以瓦片方式有效組織的三維模型數(shù)據(jù)的大文件。
[0008]優(yōu)選的，步驟2中包含以下子步驟:
步驟2.1，設(shè)海量瓦片數(shù)據(jù)在X，Y，Z軸的空間范圍為X1，X2，Y1，Y2，Z1，Z2，給定一個(gè)容差ε，則沿坐標(biāo)軸可按實(shí)際需要?jiǎng)澐譃榈乳g隔λ的數(shù)據(jù)塊大文件；
步驟2.2，沿著X，Y，Z的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)目分別為:X1，Y1，Z1，向前取整，劃分得到空間中總的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)目；
步驟2.3，再計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的單元坐標(biāo)，設(shè)數(shù)據(jù)塊大文件的中心點(diǎn)坐標(biāo)為(Χ，Υ，Ζ)，以(X1，Y1，Z1)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則其空間單元坐標(biāo):Xpt，Ypt，Zpt，向前取整；
步驟2.4，計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)，最終先沿Z軸索引再沿Y軸索引最后是X軸索引，得到數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)為Bm = Xpt X A2+Ypt X λ+Ζρ?。
[0009]優(yōu)選的，步驟4中磁盤組織結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)均分為文件頭部分和數(shù)據(jù)部分，所述文件頭部分包含數(shù)據(jù)的屬性信息和所有層的層頭信息，其中層頭信息記錄了當(dāng)前層的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)量、索引號(hào)Bid、以及相對(duì)于文件頭的偏移量;所述數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)了塊頭信息和瓦片數(shù)據(jù)，其中塊頭信息包含了數(shù)據(jù)塊大文件的地理范圍、數(shù)據(jù)塊在整個(gè)文件中的偏移量。
[0010]優(yōu)選的，步驟4中內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)塊大文件為單位，數(shù)據(jù)塊大文件是在內(nèi)存中為瓦片數(shù)據(jù)緊縮開(kāi)辟的一個(gè)連續(xù)區(qū)域，由瓦片數(shù)據(jù)緊密填充，避免儲(chǔ)存空間的浪費(fèi)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明為了尋求一種高效的三維模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織方法，從減少讀取數(shù)據(jù)時(shí)指針移動(dòng)次數(shù)和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中調(diào)度速度的角度出發(fā)，提出了一種瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法。將海量瓦片數(shù)據(jù)緊縮重組成結(jié)構(gòu)相對(duì)整齊的數(shù)據(jù)塊大文件，再基于數(shù)據(jù)塊大文件組成瓦片金字塔模型。通過(guò)定義數(shù)據(jù)塊大文件在磁盤和內(nèi)存中的組織結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)三維模型數(shù)據(jù)的快速組織和調(diào)度奠定了基礎(chǔ)，并與內(nèi)存映射文件技術(shù)相結(jié)合，提出了一種新的層級(jí)合并重組方法，優(yōu)化了瓦片金字塔層級(jí)劃分，使得每次讀入內(nèi)存的數(shù)據(jù)為最少，且盡可能減少數(shù)據(jù)的調(diào)度次數(shù)和內(nèi)存中的駐留，方便數(shù)據(jù)塊大文件的查找，對(duì)三維模型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)組織具有實(shí)際意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本發(fā)明的總體流程圖；
圖2本發(fā)明的瓦片金字塔數(shù)據(jù)塊大文件在磁盤中的組織形式；
圖3本發(fā)明的瓦片金字塔數(shù)據(jù)塊大文件在內(nèi)存的組織形式；
圖4本發(fā)明的瓦片金字塔層級(jí)合并示意圖；
圖5本發(fā)明基于內(nèi)存映射文件技術(shù)的瓦片金字塔層級(jí)序列形成流程圖；
圖6本發(fā)明的總體算法實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]請(qǐng)參閱圖1，圖6，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:首先將三維模型瓦片化，將海量瓦片數(shù)據(jù)按照計(jì)算方法進(jìn)行緊縮重組，使其形成結(jié)構(gòu)相對(duì)整齊緊密排列的大數(shù)據(jù)文件，再按分辨率由低到高組成瓦片金字塔模型，定義數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的重點(diǎn)是優(yōu)化金字塔的層級(jí)劃分，探討了一種新的合并重組的方法，并重新映射瓦片金字塔層級(jí)的視域范圍，將劃分好的每一層基于內(nèi)存映射文件技術(shù)動(dòng)態(tài)寫入文件，尋求一種減少調(diào)度次數(shù)、內(nèi)存占用和指針尋址次數(shù)、快速查找數(shù)據(jù)的高效瓦片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織方式。
[0015]本發(fā)明實(shí)施的實(shí)現(xiàn)過(guò)程采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，包括以下詳細(xì)步驟，
步驟I，把三維模型數(shù)據(jù)按照全球格網(wǎng)剖分方法瓦片化，即按每個(gè)網(wǎng)格寬、高打上均勻的格網(wǎng)，計(jì)算出每個(gè)三維模型數(shù)據(jù)包圍盒所占據(jù)的網(wǎng)格或者所經(jīng)過(guò)的網(wǎng)格單元集合；
步驟2，把原本離散的瓦片數(shù)據(jù)進(jìn)行緊縮重組，使其形成結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的數(shù)據(jù)塊大文件。數(shù)據(jù)塊大文件緊縮重組基本思路是:將瓦片數(shù)據(jù)按照一定規(guī)則劃分成數(shù)據(jù)塊大文件，數(shù)據(jù)塊大文件由瓦片數(shù)據(jù)緊密填充，在磁盤上順序存儲(chǔ)，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件分別建立索引信息，通過(guò)索引確定數(shù)據(jù)塊大文件的空間位置后，再可對(duì)指定的數(shù)據(jù)塊大文件實(shí)現(xiàn)塊內(nèi)檢索。具體步驟如下:
步驟2.1，設(shè)海量瓦片數(shù)據(jù)在Z，r為由的空間范圍為Zz A ,Yi ,?之1，Z2,給定一個(gè)容差G則沿坐標(biāo)軸可按實(shí)際需要?jiǎng)澐譃榈乳g隔勒數(shù)據(jù)塊大文件；
步驟2.2，沿著Z，r M數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)目分別為:Zz ,Yi Z，向前取整；
步驟2.3，再計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的單元坐標(biāo)，設(shè)數(shù)據(jù)塊大文件的中心點(diǎn)坐標(biāo)為(Z，r Z)，以(Zz ,Ii厶)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則其空間單元坐標(biāo)厶?，向前取整；
步驟2.4，計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)，最終先沿透由索引再沿玲由索引最后是游由索引，得到數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)為Bm=ZpiX ^+YptX I ZptO
[0016]步驟3，將劃分好的數(shù)據(jù)塊大文件按分辨率由低到高組成瓦片金字塔；
步驟4，定義數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)；
其中的磁盤組織結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)均分為文件頭部分和數(shù)據(jù)部分，所述文件頭部分包含數(shù)據(jù)的屬性信息和所有層的層頭信息，其中層頭信息記錄了當(dāng)前層的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)量、索引號(hào)B1D、以及相對(duì)于文件頭的偏移量;數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)了塊頭信息和瓦片數(shù)據(jù)，其中塊頭信息包含了數(shù)據(jù)塊大文件的地理范圍、數(shù)據(jù)塊在整個(gè)文件中的偏移量;數(shù)據(jù)塊大文件在層間按層排列，層內(nèi)按行排列。磁盤組織形式如圖2所示。
[0017]數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)了塊頭信息和瓦片數(shù)據(jù)，其中塊頭信息包含了數(shù)據(jù)塊大文件的地理范圍、數(shù)據(jù)塊在整個(gè)文件中的偏移。內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)塊大文件為單位，數(shù)據(jù)塊大文件是在內(nèi)存中為瓦片數(shù)據(jù)緊縮開(kāi)辟的一個(gè)連續(xù)區(qū)域，由瓦片數(shù)據(jù)緊密填充，避免儲(chǔ)存空間的浪費(fèi)。文件頭常駐內(nèi)存中，在文件頭中記錄每個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件在瓦片金字塔文件中的偏移量，在查找瓦片數(shù)據(jù)時(shí)，先對(duì)建立內(nèi)存映射對(duì)象，先定位到層，然后在層頭信息中查找數(shù)據(jù)塊大文件的偏移量和數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)Bid，再映射到內(nèi)存中來(lái)；內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0018]步驟5，減少瓦片金字塔的層級(jí)劃分。根據(jù)分辨率由低到高可將瓦片金字塔模型分為/3層(級(jí))，將第O層的一個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件與第I層對(duì)應(yīng)的四個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件合并為一層，將第2層的每一個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件與第3層依次對(duì)應(yīng)的四個(gè)數(shù)據(jù)塊大文件合并為一層..?即按1:4的比例依次將相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并為一層數(shù)據(jù)塊大文件，如圖4所示；
步驟6，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)塊大文件進(jìn)行重組，即將上一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件頭，將下一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件體，以減少數(shù)據(jù)調(diào)度次數(shù);依次往下合并重組；
步驟7，對(duì)相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并重組后，重新映射瓦片金字塔層級(jí)的視域范圍，并將其保存為新數(shù)據(jù)層文件；
步驟8，每劃分一層都利用內(nèi)存映射技術(shù)動(dòng)態(tài)寫入文件。將該層級(jí)數(shù)據(jù)映射為內(nèi)存映射對(duì)象Fi Iel，在磁盤上創(chuàng)建一個(gè)文件映射為內(nèi)存映射對(duì)象Fi le2，在堆里分配一層緩存空間，從Filel中映射該層的數(shù)據(jù)到內(nèi)存，并將該層數(shù)據(jù)保存到緩存堆里，從File2中映射該層數(shù)據(jù)到內(nèi)存，把緩存堆里的數(shù)據(jù)保存到Fi le2里，指針移動(dòng)依次讀取每層數(shù)據(jù)塊大文件，遞歸形成瓦片金字塔序列，如圖5所示，最后將瓦片金字塔逐層寫入磁盤，形成內(nèi)部以瓦片方式有效存儲(chǔ)組織的三維模型數(shù)據(jù)的大文件。
[0019]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I，把三維模型數(shù)據(jù)按照全球格網(wǎng)剖分方法瓦片化； 步驟2，把原本離散的瓦片數(shù)據(jù)按照計(jì)算規(guī)則進(jìn)行緊縮重組，使其形成結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的數(shù)據(jù)塊大文件； 步驟3，將劃分好的數(shù)據(jù)塊大文件按分辨率由低到高組成瓦片金字塔； 步驟4，定義數(shù)據(jù)塊大文件的磁盤組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)，磁盤組織結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)均分為文件頭部分和數(shù)據(jù)部分； 步驟5，減少瓦片金字塔的層級(jí)劃分； 按分辨率由低到高可將瓦片金字塔分為η層，以1:4的比例依次將相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并為一層數(shù)據(jù)塊大文件； 步驟6，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)塊大文件進(jìn)行重組，即將上一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件頭，將下一層數(shù)據(jù)塊大文件組織為文件體;依次往下合并重組； 步驟7，對(duì)相鄰兩層數(shù)據(jù)塊大文件合并重組后，重新映射瓦片金字塔層級(jí)的視域范圍，并將其保存為新數(shù)據(jù)層文件； 步驟8，每劃分一層都利用內(nèi)存映射技術(shù)動(dòng)態(tài)寫入文件，將瓦片金字塔逐層寫入到磁盤，形成內(nèi)部以瓦片方式有效組織的三維模型數(shù)據(jù)的大文件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，其特征在于:所述步驟2中包含以下子步驟: 步驟2.1，設(shè)海量瓦片數(shù)據(jù)在X，Y，Z軸的空間范圍為X1J2J1 ,YhZ^Z2，給定一個(gè)容差ε，則沿坐標(biāo)軸可按實(shí)際需要?jiǎng)澐譃榈乳g隔λ的數(shù)據(jù)塊大文件； 步驟2.2，沿著X，Y，Z的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)目分別為:X1，Y1，Z1，向前取整，劃分得到空間中總的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)目； 步驟2.3，再計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的單元坐標(biāo)，設(shè)數(shù)據(jù)塊大文件的中心點(diǎn)坐標(biāo)為(Χ，Υ，Z)，以(X1，Y1，Z1)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則其空間單元坐標(biāo):Xpt，Ypt，Zpt，向前取整； 步驟2.4，計(jì)算數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)，最終先沿Z軸索引再沿Y軸索引最后是X軸索引，得到數(shù)據(jù)塊大文件的索引號(hào)為Bm = Xpt X A2+Ypt X λ+Ζρ?。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，其特征在于:所述步驟4中磁盤組織結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)均分為文件頭部分和數(shù)據(jù)部分，所述文件頭部分包含數(shù)據(jù)的屬性信息和所有層的層頭信息，其中層頭信息記錄了當(dāng)前層的數(shù)據(jù)塊大文件數(shù)量、索引號(hào)Bid、以及相對(duì)于文件頭的偏移量;所述數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)了塊頭信息和瓦片數(shù)據(jù)，其中塊頭信息包含了數(shù)據(jù)塊大文件的地理范圍、數(shù)據(jù)塊在整個(gè)文件中的偏移量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維模型數(shù)據(jù)的瓦片式大文件存儲(chǔ)組織方法，其特征在于:所述步驟4中內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)塊大文件為單位，數(shù)據(jù)塊大文件是在內(nèi)存中為瓦片數(shù)據(jù)緊縮開(kāi)辟的一個(gè)連續(xù)區(qū)域，由瓦片數(shù)據(jù)緊密填充，避免儲(chǔ)存空間的浪費(fèi)。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK105956165SQ201610336192
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】朱慶
【申請(qǐng)人】江蘇得得空間信息科技有限公司, 南通智慧建筑產(chǎn)業(yè)研究院有限公司