一种基于Web浏览器的电子海图快速显示方法

本发明属于海洋地理信息系统领域，具体涉及一种基于web浏览器的电子海图快速显示方法。

背景技术：

1、电子海图显示与信息系统通过将海洋地理数据、船舶位置信息、气象数据、雷达数据等进行统一的处理，并以图文的形式展示出来，帮助海上船舶进行辅助航行以保障船舶的航行安全。国际海事组织将电子海图显示和信息系统定义为一个船舶导航信息系统，其可以选择性的在电子海图中展示标准电子海图数据信息和从导航系统获取船舶的自身位置信息，来帮助航海员实时地进行船舶定位和航行路径监控。

2、目前，大部分的电子海图系统都以桌面软件即c/s(client/server)架构的形式存在，每台访问设备都需要单独部署。虽然，传统c/s架构的电子海图在海图展示速度和功能开发的便捷性方面具备较大的优势，但是由于海图资料经常需要进行更改，而c/s架构的电子海图软件必须依靠硬盘、光盘或电子邮件等方式将更新后的新版本拷贝给用户。这种情况下即不方便也不够及时，所以c/s架构的电子海图越来越不能满足用户实时的需求。而基于b/s(browser/server)架构的电子海图可以规避上述问题，海图的版本更新只需要在服务端完成，用户就可以通过浏览器享受到最新的海图资料和功能，相较于客户端的形式有了很大的便利。

3、基于上述现有c/s架构电子海图的缺陷，开发b/s架构的电子海图就势在必行。然而，由于web海图具有并发性高、请求访问数据量大、对时效性要求高等特点，基于c/s架构的先解析海图文件再渲染海图数据出图的展示方式显然已经不能满足要求。因此，开发一种基于web浏览器的电子海图快速显示系统十分必要。

技术实现思路

1、针对现有c/s架构电子海图的不足，提供一种基于web浏览器的电子海图快速显示方法。通过搭建电子海图web服务器程序，使用户仅需通过浏览器就可以实现在web端浏览和操作海图，提高电子海图的离线访问能力，并可在局域网中进行快速部署。为解决上述技术间题，本发明采用如下的技术方案：

2、一种基于web浏览器的电子海图快速显示方法，包括如下步骤：

3、(1)获取海图原始数据文件；

4、(2)由一个或多个不同的海图文件组合构成海图组，方便用户进行分组管理；

5、(3)经过电子海图web服务端解析渲染上述海图组原始数据文件，生成标准金字塔模型wmts瓦片海图。该步骤一共包含两个子步骤；

6、(3.1)首先，确定金字塔分割模型中每一层中海图的比例尺大小。金字塔模型每一层都是一张完整的海图，由大小和比例尺都相等的众多正方形瓦片海图拼接构成。不同层瓦片海图的像素大小都为256*256，区别仅在于比例尺的不同，通过展示给用户不同层的瓦片海图可以实现海图的缩放效果。金字塔的第一层仅有1张瓦片海图，第二层有4张，第三层有16张，依次类推，在金字塔的第n层，所含瓦片海图的数目为4n张。因此，每一层金字塔中瓦片海图的比例大小scale为：

7、

8、其中，c为地球赤道的周长，dpi为每英寸屏幕所能包含的像素个数，且1英寸为0.0254米；

9、(3.2)在对应不同金字塔层的比例尺下将电子海图分割为256*256像素大小的瓦片地海图，服务端将不同层、海图组、色彩模式和显示模式的瓦片海图存放在不同的文件夹中，并根据行数和列数对瓦片海图进行规则编码命名，即m_n，其中m为行数，n为列数。可知，左上角瓦片命名为0_0，右下角瓦片命名为2n-1_2n-1；

10、(4)客户端根据屏幕视窗像素大小，计算所需展示海图的地理坐标范围，从而确定需要请求得到的瓦片海图；

11、(5)客户端通过http请求服务端的瓦片海图数据，并将海图组、色彩模式、显示模式、层级n、瓦片海图行号m和列号n通过url拼接参数的形式传递给服务端。该步骤一共包含三个子步骤；

12、(5.1)客户端拼接请求链接url，并通过ajax服务异步调用web服务端；

13、(5.2)服务端接到请求后，对请求路径进行解析，之后由路由模块进行不同路径请求之间的服务分发；

14、(5.3)对应服务模块处理各自的请求。其中瓦片服务模块通过客户端请求的金字塔层级和中心经纬度信息计算得到客户端需要的瓦片海图，并通过http连接返回给客户端；

15、本发明的优点及积极效果在于：

16、(1)本发明采用web浏览器作为前端界面，用户不再需要在本地安装专门的电子海图软件，可以在任何支持web浏览的设备(如台式机、笔记本、平板电脑或智能手机)上直接访问和查看电子海图，极大地增强了系统的兼容性和便捷性。

17、(2)本发明通过瓦片技术将电子海图切分为小块，根据用户视窗动态加载所需部分，既节省了带宽资源，又实现了海图数据的快速显示。尤其在大范围或高分辨率下，这种增量加载的方式大大减少了初次加载时间和后续操作中的刷新等待时间。

18、(3)本发明基于服务器端集中管理的特性，海图数据可以做到及时更新和同步，确保所有在线用户接收到的是最新版的海图信息，这对于船舶导航的安全性和准确性至关重要，尤其是在航道变化频繁或存在临时禁航区等情况下。

19、(4)本发明采用的web架构使得系统升级、维护和故障修复等工作集中在服务器端完成，减轻了对用户终端的依赖，简化了运维工作流程。同时，由于敏感信息和复杂计算均在服务器端处理，有助于保护用户数据安全，减少因本地软件漏洞导致的风险。

技术特征：

1.一种基于web浏览器的电子海图快速显示方法，其特征在于，所述的方法包括：

技术总结本发明是一种基于Web浏览器的电子海图快速显示方法。基于Web和瓦片海图技术开发了基于B/S(Browser/Server)架构的电子海图显示与信息系统。经过电子海图Web服务端解析渲染上述海图组原始数据文件，生成标准金字塔模型WMTS瓦片海图；客户端根据屏幕视窗像素大小，计算所需展示海图的地理坐标范围，从而确定需要请求得到的瓦片海图；客户端通过http请求服务端的瓦片海图数据，并将海图组、色彩模式、显示模式、层级N、瓦片海图行号m和列号n通过URL拼接参数的形式传递给服务端。仅需将电子海图软件部署在服务端，用户就可以通过浏览器享受到最新的海图资料和功能，相较于客户端的形式有了很大的便利。技术研发人员：杨嘉琛,霍紫强,奚萌,温家宝,肖帅受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20