提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法

本发明涉及高分辨率海岸线数据库显示，具体地说，涉及提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法。

背景技术：

1、一种提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法旨在提升大范围海岸线数据的实时显示性能和优化不同精度下的地图渲染效果，通过动态三角化与边界约束优化相结合的实时算法，控制凸多边形和凹多边形的三角化处理量和边界区域的优化计算，实现在高比例尺下的快速、精准渲染，并在低比例尺下通过多层次静态三角化存储提高加载速度。

2、现有的高分辨率海岸线数据库显示速度的方法通常难以在高比例尺下同时实现高精度和高效的渲染，且由于需要在显示时进行大量的实时计算以及比例尺小于阈值时矢量图形显示内容太多，在移动计算平台显示速度太慢，会导致地图加载延迟和渲染卡顿，计算负担重的问题，综合，提供一种提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法，以解决上述背景技术中提出的由于需要在显示时进行大量的实时计算以及比例尺小于阈值时矢量图形显示内容太多，在移动计算平台显示速度太慢，会导致地图加载延迟和渲染卡顿，计算负担重的问题。

2、为实现上述目的，本发明目的在于提供了一种提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法，包括以下步骤：

3、s1、根据移动计算平台硬件性能和实际需求设定比例尺阈值；

4、s2、根据当前显示区域和缩放级别，计算当前实际比例尺；

5、s3、若实际比例尺大于比例尺阈值，高分辨率海岸线数据库采用动态三角化算法，并结合边界约束优化算法，进行实时的三角化分割、渲染和显示；

6、s4、若实际比例尺小于等于比例尺阈值，高分辨率海岸线数据库采用静态三角化算法，进行渲染和离散化显示；

7、s5、将当前显示区域附近的数据缓存到本地数据库，利用gps传感器和用户操作轨迹，预测用户接下来可能查看的区域，并提前加载和缓存相应比例尺下的海岸线数据。

8、作为本技术方案的进一步改进，所述s1中，根据移动计算平台硬件性能和实际需求设定比例尺阈值，具体步骤如下：

9、s1.1、获取cpu处理性能、gpu渲染性能、内存容量与带宽评估值和显示分辨率移动计算平台参数；

10、s1.2、根据比例尺阈值计算公式，设定比例尺阈值。

11、作为本技术方案的进一步改进，所述s1.2中，根据比例尺阈值计算公式，设定比例尺阈值，具体方法如下：

12、；

13、其中，为比例尺阈值。

14、作为本技术方案的进一步改进，所述s2中，根据当前显示区域和缩放级别，计算当前实际比例尺，具体步骤如下：

15、s2.1、获取屏幕分辨率和屏幕显示地理范围；

16、其中，为水平方向的像素数；为垂直方向的像素数；为水平显示地理范围；为垂直显示地理范围；

17、s2.2、获取缩放级别，计算缩放级别下的水平地理距离；

18、；

19、其中，为初始缩放级别下的水平地理距离；

20、s2.3、在缩放级别下，根据水平方向的像素数和水平地理距离计算地图对应距离；

21、；

22、s2.4、根据实际地理距离计算实际比例尺；

23、；

24、其中，为实际地理距离。

25、作为本技术方案的进一步改进，所述s3中，若实际比例尺大于比例尺阈值，高分辨率海岸线数据库采用动态三角化，并结合边界约束优化算法，进行实时的三角化分割、渲染和显示，具体步骤如下：

26、s3.1、若，根据缩放级别，从高分辨率海岸线数据库中提取当前显示范围数据和多边形数据，多边形数据包括凸多边形和凹多边形；

27、s3.2、使用delaunay三角化结合边界约束优化算法，实时将凸多边形和凹多边形进行三角化处理，并生成最终三角形网格；

28、s3.3、通过opengl es实时渲染三角形网格。

29、作为本技术方案的进一步改进，所述s3.2中，使用delaunay三角化算法结合边界约束优化算法，实时将凸多边形和凹多边形进行三角化处理，并生成三角形网格，具体步骤如下：

30、s3.2.1、提取多边形数据，其中多边形由顶点组成，并根据多边形凸凹特性提取多边形边界点集；

31、s3.2.2、将多边形边界点集作为输入，使用delaunay三角化对凸多边形和凹多边形进行初步三角化，生成初始三角形网格，其中，表示生成的三角形；

32、s3.2.3、使用边界约束优化算法优化初始三角形网格，保留每一组相邻的边界顶点,所连接的三角形，并移除三角形面积小于预设的阈值的三角形，生成边界三角形集；

33、s3.2.4、将边界三角形外接圆的中心作为新的顶点进行内部填充；

34、；

35、其中，为边界三角形的外接圆圆心；

36、s3.2.5、利用生成的内部顶点对多边形内部进行delaunay三角化，生成新的内部三角形集；

37、s3.2.6、融合边界三角形集和内部三角形集得到最终三角形网格：

38、；

39、其中，为最终三角形网格；为边界三角形集；为内部三角形集。

40、作为本技术方案的进一步改进，所述s3.2.3中，使用边界约束优化算法优化初始三角形网格，保留每一组相邻的边界顶点,所连接的三角形，并移除三角形面积小于预设的阈值的三角形，生成边界三角形集，具体方法如下：

41、；

42、；

43、；

44、其中，为由所连接的三角形。

45、作为本技术方案的进一步改进，所述s4中，静态三角化算法通过自适应比例尺选择与多层次静态三角化存储机制进行渲染和离散化显示；

46、所述若实际比例尺小于等于比例尺阈值，高分辨率海岸线数据库采用静态三角化算法进行渲染和离散化显示，具体步骤如下：

47、s4.1、设定不同精度级别，使用金字塔结构对高分辨率海岸线数据进行多层次存储，对于不同精度级别，都存储有级别的三角形网格；

48、s4.2、若，选择较接近当前比例尺的固定比例尺，找到固定比例尺对应的精度级别，加载预计算三角形网格；

49、s4.3、通过opengl es渲染预计算三角形网格，并使用gpu进行并行渲染。

50、作为本技术方案的进一步改进，所述s4.2中，若，选择较接近当前比例尺的固定比例尺，找到固定比例尺对应的精度级别，加载预计算三角形网格，具体方法如下：

51、；

52、；

53、其中，为离散化显示支持有限个固定比例尺。

54、作为本技术方案的进一步改进，所述s5中，将当前显示区域附近的数据缓存到本地数据库，利用gps传感器和用户操作轨迹，预测用户接下来可能查看的区域，并提前加载和缓存相应比例尺下的海岸线数据，具体步骤如下：

55、s5.1、将当前用户正在查看的地图区域和周边扩展区域的三角形网格数据缓存到本地数据库；

56、s5.2、系统通过gps获取用户的当前位置，并根据用户的操作轨迹，预测用户下一个查看区域；

57、s5.3、根据预测出的用户下一个查看区域，高分辨率海岸线数据库中加载该区域对应的三角形网格数据，并缓存到本地数据库。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果：

59、1、该提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法中，基于动态三角化与边界约束优化算法，可以实时对凸多边形和凹多边形进行精确分割与优化，减少不必要的三角形数量，提高渲染速度，特别是在复杂海岸线区域显示时提升计算效率。

60、2、该提高移动计算平台高分辨率海岸线数据库显示速度的方法中，通过自适应比例尺选择与多层次静态三角化存储机制，实现在低比例尺下快速加载预计算好的三角形网格，并通过gpu并行渲染，显著减少实时计算的压力，确保大范围地图的平滑显示。