基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法、装置及设备与流程

本技术涉及地理信息系统与三维可视化，具体涉及一种基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法、装置及设备。

背景技术：

1、随着地理信息系统（gis）技术的发展，矢量瓦片技术，特别是mapbox vector tile（mvt/pbf）格式，作为开放地理空间联盟（ogc）采纳的标准规范之一，凭借其数据体积小、支持客户端动态样式定制以及高分辨率适配等优势，已在gis工业界得到了广泛应用。与传统的栅格瓦片不同，mvt直接传输矢量几何坐标与属性数据，极大地提升了地图数据的传输效率与渲染灵活性。

2、然而，mvt格式在保留瓦片金字塔模型高效加载特性的同时，也继承了瓦片切割带来的固有技术缺陷：地理空间上逻辑完整的矢量要素（如跨区域的行政区划面、连续的水系面或长距离的道路线），在生成瓦片时会被物理切割成多个几何碎片，分散存储于不同的pbf文件中。这一问题在cesium等三维球体渲染场景下尤为突出，主要体现在以下三个方面：首先，交互拾取不完整，基于rtree空间索引的单瓦片拾取机制仅能命中当前视口内的几何碎片，导致用户点击时无法获取完整的要素形状；其次，高亮显示残缺，要素选中后的轮廓线绘制仅覆盖碎片区域，无法展示其真实的完整边界；最后，属性查询存在误差，由于属性信息依附于碎片而非完整要素，导致数据展示与统计的准确性受损。

3、针对上述跨瓦片要素碎片化的问题，现有技术主要存在两种解决方案，但均存在明显的局限性。一种是基于空间邻近性的合并方法，该方法通过计算相邻瓦片中几何体的缓冲区重叠或边界距离来自动识别并合并碎片。然而，该方法计算复杂度高达o(n²)，且纯粹依赖空间位置极易在瓦片边界处将相邻但无关联的要素误合并；此外，跨瓦片切分的几何碎片在拼接处常伴随微小间隙、边界错位或自相交环等拓扑瑕疵，直接进行并集操作极易失败。另一种是全量瓦片加载合并方案，即在客户端加载所有相关瓦片后再进行合并，但这等同于忽略了瓦片分层的全部性能优势，导致数据冗余极大，内存占用与带宽开销在高层级（如z=18）下呈指数级增长，实际应用中不可接受。

4、因此，亟需一种能够克服上述缺陷，在不增加额外计算负担与带宽压力的前提下，精确实现跨瓦片矢量要素自动识别与几何还原的技术方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法、装置及设备，主要目的在于解决矢量瓦片渲染中因瓦片切分导致的地理要素碎片化问题，实现在用户点击拾取时自动识别、归并、合并跨瓦片分散的要素碎片并返回完整几何体技术问题。

2、第一方面，本技术提供了一种基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法，包括：

3、接收用户在三维地图上的点击拾取操作，通过web worker线程中构建的rtree空间索引对当前瓦片内的矢量要素进行空间查询，将命中拾取点所在的矢量要素确定为命中要素，并检测所述命中要素是否包含预设语义标识属性；

4、当检测到所述命中要素包含所述预设语义标识属性时，计算所述当前瓦片在瓦片金字塔中的邻域范围，通过worker并发任务池并发获取所有相邻瓦片中已缓存的矢量要素；

5、将所述当前瓦片与所述相邻瓦片的矢量要素统一转换为wgs84地理坐标系，按所述预设语义标识属性的属性值进行分组过滤，保留属性值与所述命中要素的属性值相匹配的要素，对同一属性值的多个要素碎片执行第一次空间union合并，再将合并结果与所述命中要素执行第二次带拓扑修复的渐进式union合并，得到完整要素几何体；

6、将所述完整要素几何体封装为影像要素信息对象，高亮绘制到三维球体上进行展示。

7、第二方面，本技术提供了一种基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并装置，包括：

8、接收模块，用于接收用户在三维地图上的点击拾取操作，通过web worker线程中构建的rtree空间索引对当前瓦片内的矢量要素进行空间查询，将命中拾取点所在的矢量要素确定为命中要素，并检测所述命中要素是否包含预设语义标识属性；

9、计算模块，用于当检测到所述命中要素包含所述预设语义标识属性时，计算所述当前瓦片在瓦片金字塔中的邻域范围，通过worker并发任务池并发获取所有相邻瓦片中已缓存的矢量要素；

10、合并模块，用于将所述当前瓦片与所述相邻瓦片的矢量要素统一转换为wgs84地理坐标系，按所述预设语义标识属性的属性值进行分组过滤，保留属性值与所述命中要素的属性值相匹配的要素，对同一属性值的多个要素碎片执行第一次空间union合并，再将合并结果与所述命中要素执行第二次带拓扑修复的渐进式union合并，得到完整要素几何体；

11、封装模块，用于将所述完整要素几何体封装为影像要素信息对象，高亮绘制到三维球体上进行展示。

12、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法。

13、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法。

14、借由上述技术方案，本技术提供的一种基于属性匹配的跨瓦片矢量要素合并方法、装置及设备，与目前现有技术相比，本技术可通过接收用户在三维地图上的点击拾取操作，通过web worker线程中构建的rtree空间索引对当前瓦片内的矢量要素进行空间查询，将命中拾取点所在的矢量要素确定为命中要素，并检测命中要素是否包含预设语义标识属性；当检测到命中要素包含预设语义标识属性时，计算当前瓦片在瓦片金字塔中的邻域范围，通过worker并发任务池并发获取所有相邻瓦片中已缓存的矢量要素；将当前瓦片与相邻瓦片的矢量要素统一转换为wgs84地理坐标系，按预设语义标识属性的属性值进行分组过滤，保留属性值与命中要素的属性值相匹配的要素，对同一属性值的多个要素碎片执行第一次空间union合并，再将合并结果与命中要素执行第二次带拓扑修复的渐进式union合并，得到完整要素几何体；将完整要素几何体封装为影像要素信息对象，高亮绘制到三维球体上进行展示。

15、采用上述技术方案，本技术通过web worker线程构建rtree空间索引，实现了海量矢量要素的快速空间查询，能够高效、精确地定位用户点击位置的矢量要素，解决了传统遍历查询效率低下的问题。同时，通过检测预设语义标识属性，能够快速识别出哪些要素是可能存在跨瓦片切分的“碎片”要素，从而触发后续的合并流程，而无需对普通独立要素进行无效处理，为解决碎片化问题提供了准确的触发机制。

16、本技术通过计算邻域范围并结合worker并发任务池，能够快速定位并获取跨瓦片要素分散在不同邻接瓦片中的所有碎片数据。其有益效果在于打破了单一瓦片的数据隔离，利用并发读取技术显著降低了获取跨瓦片数据的时间延迟，确保了能够完整收集到分布在多个瓦片中的同一要素的所有碎片。

17、本技术通过坐标系统一和基于语义属性的分组过滤，实现了对跨瓦片碎片的无误关联与聚合。其有益效果在于，相比依赖不可靠的空间邻近性判断，利用业务语义属性（如行政区划代码）作为唯一标识能够零误合并风险地精确识别出属于同一地理对象的所有碎片。统一坐标系则消除了不同瓦片坐标系转换带来的精度误差，确保了后续合并操作的数据一致性。

18、本技术通过“第一次空间union合并”与“第二次带拓扑修复的渐进式union合并”相结合的策略，有效解决了瓦片切分导致的几何拓扑错误（如自相交、共线边、微小间隙等）。第一次合并快速处理邻域瓦片间的碎片，第二次合并通过渐进式拓扑修复，增强了算法的鲁棒性，能够安全、稳定地修复因瓦片边界切分产生的几何瑕疵，从而生成高质量、无缝隙的完整要素几何体，彻底解决了地理要素的碎片化展示问题。

19、本技术将合并后的完整几何体进行可视化呈现，用户在点击地图上任意一个碎片时，系统能够自动返回并高亮展示该要素跨越多个瓦片的完整形态，直观地还原了地理要素的本来面貌，极大地提升了三维地图渲染的视觉连贯性和用户交互体验。

20、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。