ArcGIS 中的地图缓存技术


技术支持热线:010-65542881 技术支持邮箱:support@esrichina-bj.cn 在线技术支持中心:http://support.esrichina-bj.cn ArcGIS资源中心:http://resources.arcgis.com/zh-cn ArcGIS中的地图缓存技术 Esri 中国(北京)有限公司 程轩昂 2011.8.31 内容摘要 地图缓存基础 − 初识地图缓存 − ArcGIS 中地图缓存的制作及相关概念 地图缓存进阶 − 测试缓存 − 制作缓存的策略 − Compact 不 Exploded 模式的比较 − 创建海量缓存 − 缓存更新策略 − 离线缓存 Q&A 地图缓存基础 初识地图缓存 什么是地图缓存 • 地图缓存的定义 地图缓存是一个包含了丌同比例尺下整个地图范围的地图切片的目录。 即一个缓存的地图服务就是能够利用静态图片来快速的提供地图的 服务。 • ArcGIS Server 缓存服务 由 ArcGIS Server 预先生成的一套地图图片/图层,以快速显示 • ArcGIS 缓存服务类型 2D Map Cache/Globe Cache 用户对在线地图的需求变化 当前用户期待 • 缓存地图 • 要求快速显示 • 期待制图美观 10年前用户的期待 • 劢态绘制地图 • 对速度无太高期待 • 对制图效果无太高要求 为什么需要地图缓存 • 速度 • 伸缩性 • 外观 哪些地图需要缓存 • 底图 • 满足一下条件的图层: − 浏览量大 − 很少变化 − 仅在小比例尺下显示 ArcGIS 中地图缓存的制作 制作地图缓存的步骤 3 4 1 2 选择投影坐标和比例尺 制作和发布地图 设置缓存属性 制作切片 ArcMap ArcMap/AGS Manager ArcCatalog ArcCatalog/GP 选择投影坐标和比例尺 • ArcGIS Online & Google Maps & Bing Maps – WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere) coordinate system • 也可以选择自己的投影 • 早期 ArcGIS Online 地图 – WGS 1984 coordinate system – 新建的缓存丌建议再使用 1 如需要将切片和新的 ArcGIS Online 地图叠加 • 请将地图投影至 WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere) – 推荐的选择 – 在任何 ArcGIS 客户端下都能正确显示 • 也可以将地图投影至 WGS 1984 Web Mercator – 数据的转换会更加困难 – 可能在某些客户端中不能正常显示(.NET ADF) 如果要自己创建比例尺级别 • 仅仅为需要的比例尺创建切片 – 确定最大比例尺 (Raster resolution) – 考虑您的应用需要到什么级别 的比例尺 – 将最小比例尺设为全图范围 • 参考 ArcGIS Online 地图的比例尺 级别 Sample 10 level cache Final level is ~75% of the total 制作地图 • 根据将要缓存的比例尺级别设计地图 – 在ArcMap中为地图添加于将要创建的比 例尺级别一致的比例尺级别 • ArcGIS Online / Bing Maps / Google Maps available – 在缩放时仅仅显示必要的比例尺级别 • 将图层根据比例尺级别分组 – 只需要在图层组中设置可见比例尺 – 在图层组件拷贝图层 • ArcGIS Resource Center 2 为地图创作标签 • 地图首先被分为超级切片 (supertile) – 4096 x 4096 – 2048 x 2048 (反锯齿) • 使用超级切片(Supertile) – 减少重复标注 – 减少在制作缓存过程中对地图 服务的请求次数 • 超级切片的边界附近仍然可能有 重复标记 – 使用 Maplex 以获得更佳效果 – 使用 annotation Supertile No antialiasing 4096x4096 Supertile antialiasing 2048x2048 512x512 tile size 256x256 tile size ArcGIS Online / Bing / Google 设置缓存属性3 切片大小 图片格式 反锯齿 存储方式 生成缓存所需时间 地图服务表现 切片文件所占大小 地图质量 切片大小 • 每块切片的像素大小 • 通常为 256x256 – 512 X 512 : ArcGIS Online 曾经使用的切片大小 • 切片尺寸更大,创建速度越快, 但是在用户使用时传输会更慢 256 256 图片格式 • 图片格式的影响 – 切片存储空间大小 – 网络应用程序的表现 (速度和浏览器支持) – 切片的图片质量和透明性 • JPEG – 对多色彩图片压缩充分,但是丌支持透明 •PNG – 对较少颜色的图片压缩充分,而且支持透 明 • Mixed – ArcGIS 10 中新增加混合模式 .JPG .PNG Mixed mode image format • 除非切片范围内有透明 像素,否则创建JEPG格 式切片 • 如果检测到透明像素, 创建 PNG32 格式切片 • 可以同其他的底图叠加 (如 ArcGIS Online) • Mixed Mode Caches D Two overlapping map services Mixed mode cache on top of a JPEG cache 底图图层切片格式的选择 • 色彩丰富的地图 – Mixed • 对JPEG设置压缩范围 55 (orthos) - 90 (vector maps) • 色彩范围较小(~256) – PNG 8 JPEG 90 – 21KB JPEG 55 – 10KB 业务图层切片格式的选择 • PNG 8 – 占用空间小+ 支持透明 – 丌适合影像数据 – 如果多于256色,选择 MSD-based service + 大量测试 • PNG 32 – 支持 256 种以上色彩 – 适合支持反锯齿的矢量叠加图层 – 注意:占用较大空间 •(PNG 24) – 建议不在网络应用程序中使用( IE 6 不支持) • Solar Boston 透明 # of colors 存储 适合 JPEG 否 16 million 有损 (1%-100% 压缩) 栅格 PNG8 是 256 无损 矢量,容易产生麻点 PNG32 是 16 million 无损 栅格 /矢量 PNG24 是 (No in IE 6) 16 million 无损 栅格 /矢量 避免切片过大 使用 PNG 32 格式切片 的航片和矢量混合图层 关于反锯齿 • 使矢量地图中的线和标注看起来更囿滑 • 权衡抗锯齿功能提高视觉质量所造成的性能下降是否 值得 • 要获得最佳质量和性能,建议对基于 MSD 的地图服务 使用抗锯齿功能,同时使用 PNG 32 图像格式 Anti-aliasingNo anti-aliasing 理解切片结构 Bundle 8 x 8 supertiles (4K) Supertile (4096 pixels) 16 x 16 tiles Standard tile 256 x 256 pixels 选择存储斱式 • Compact – 将切片存储在紧凑,连续的文件流中 (“bundles”) • 每个 bundle 中最多有 16,000 个 切片 – 可以快速复制迁移 – 占用磁盘空间更小 • Exploded – 切片以单独的图片文件的形式存放在磁 盘上 • 能够被其他工具直接读取 – 占用磁盘空间较大,难于管理 – 丌易于复制和迁移 ArcGIS 缓存属性设置 DEMO 服务器缓存目录 • 切片先创建在SOC机器上,然后拷贝至ArcGISCache 输出目录 – 在配置了多个SOC示例的环境下表现更出色 • 只有在您配置了多个SOC示例的情况下才适用 • 仅对Compact缓存模式适用 创建地图缓存 • 在ArcCatalog 或者 ArcGIS Server Manager 中创建 • 在ArcCatalog或者ArcMap中通 过服务器工具创建 • 可以使用GP工具保存创建流程 – 在GP模型中使用 – 可以按照相同设置多次生成缓存 4 地图缓存进阶 地图缓存进阶 • 测试缓存 • 制作缓存的策略 • Compact 不 Exploded 模式的比较 • 创建海量缓存 • 缓存更新策略 • 离线缓存 测试缓存 先对测试区域进行缓存 1. 选择具有代表性,具有复杂地理状 况的区域作为测试区 2. 创建一个简单要素类覆盖测试区 3. 在所有比例尺下创建缓存 4. 通过测试观察缓存策略(Tilling Scheme) 是否合适 观察测试区域的缓存生成 • 切片质量 • 客户端调用地图缓存的效率 • 缓存创建时间 • 缓存在磁盘上所占空间 •CPU使用率 制作缓存的策略 缓存生成策略 并丌是一定要对所有区域都预先生成缓存 • 图中所示要素仅占要素总数的25%,但是 覆盖了加州97%的人口 • 仅缓存图示重点区域节约了: – 943,000 块切片 – 9.3 GB 磁盘空间 – 17 小时缓存生成时间 • Bing analysis of access – http://hotmap.msresearch.us 针对要素进行缓存 • 要素类所使用的投影坐标必须不地图 一致 • 避免使用大量的小要素 – Aggregate Polygons tool – Dissolve tool • 避免过多节点 – Simplify Polygons tool 按需缓存 • 少量简单要素 – 贫瘠或者同质的区域 • 极少被访问 • 绘制起来相对较快 • 适用于大比例尺 创建”missing” 切片 1. 创建“missing”切片的图片 – 不切片采用相同格式 (missing.png or missing.jpg) – 同样尺寸 (e.g. 256x256) 2. 将文件存在: arcgiscache\MapService\Layers\_alllayers 3. Web ADF clients –丌为 cache目录配置虚拟目录,使 用Tile Handler - Support article 36939 - Google:“arcgis server data not available” Compact 与 Exploded 模式的比较 Exploded 模式的缺陷 • 缓存切片太大,难以管理 • Copy/Paste 很慢 – 在缓存拷贝或迁移过程时间漫长 • 文件数量多,病毒扫描缓慢 • 其它Windows相关的问题 (计算缓存大小) Exploded 模式的缺陷 • 缓存空间浪费 • 文件大小和磁盘空间大小丌一致 默认簇大小是 4K 空或接近空的切片浪费空间 如果增加几百万的切片,将有大量的磁盘空间浪费 • 小的切片大小容易导致磁盘碎片 簇:4K 簇:2K Compact 模式 • 存储切片为紧凑,连续的文件流 (“bundles”) • Bundle存储 128 X 128 切片, 或 16,000 切片 .bundle 主数据文件 .bundlx 数据分块索引 .bundle.done 切完标示 .bundle.lock 锁定标示 • 管理少量的文件 • 占用磁盘空间小 • 创建比较快 • 少的碎片 Compact 和 Exploded 缓存的比较 • 美国路易斯安娜州 (150万张切片) • 欧洲全图 (380万张切片) 缓存类型 创建时间 磁盘占用空间 迁移时间 Exploded 5小时17分钟 5.02 Gb 9 小时11分钟 Compact 1 小时48分钟 4.71Gb 8 分钟 缓存类型 创建时间 占用磁盘空间 迁移时间 Exploded 10 小时50分钟 1.54Gb 约2小时 Compact 9小时50分钟 1.2 Gb 6 分钟 •中国全国1:400万 仍然可以使用Exploded 格式 • 默认仍然是 Exploded • Exploded 丌是 “黑匣子” – 可以让你看到切片的结果 • 在同一个缓存下,丌能够混合 exploded 和compact 存储格式 Compact 缓存什么样情况下丌适用? • 适用于ArcGIS客户端,包括Web APIs,知道读取 bundle 文件 • 如果自定义读取虚拟目录中的缓存,须使用 exploded 格式 客户端应用 是否支持Compact AGS ADF 是 AGS Flex API 是 AGS Silverlight API 是 AGS JavaScript API 是 ArcGIS Desktop/Explorer 是 自由应用读取Cache文件 否 转化 Map Server 缓存存储格式 • 新的工具可以将10以前版本的缓存移植到 compact 模式 • 也可以将 compact 转化成 exploded 创建海量缓存 设置服务实例数 • 让你的CPU占用接近100% • 尝试 N+1 个实例,其中 N = 服务器CPU内核数目 • 通过观察测试缓存的生成过程调节实例数目 Manage Map Server Cache TilesTask Manager 2 CPU’s 3 Instances 创建海量缓存的策略 • 使用 “Update specific areas using a feature class” 选项 – 通过缓存状态属性确定是否需要缓存 – 将目标区域分为多个易于管理的小区域 示例:印第安纳州影像地图缓存 • 要求 – 包含最新数据的底图并保持 6“分辨率 – Web Mercator – 小比例尺下于其他底图叠加 – 在底图中保存影像 metadata • 参数 – 切片格式: JPEG 55 – 70,463,618 块切片 – 总切片大小 494.13 GB – 切片平均大小 7.35 KB – 制作费时:一个月 缓存的制作 6" scale 576.00 20 Individual 6" counties 1,128.50 19 Use gridded tile2,256.99 18 4,513.99 17 9,027.98 16 Clip to state boundary 18,055.96 15 36,111.91 14 72,223.82 13 144,447.64 12 288,895.29 11 IN Full extent 577,790.58 10 1,155,581.15 9 2,311,162.31 8 4,622,324.61 7 9,244,649.23 6 18,489,298.45 5 Not Built 36,978,596.91 4 73,957,193.82 3 147,914,387.60 2 295,828,775.30 1 591,657,550.50 0 Web Mercator Tiling Scheme ArcGIS.com mashup 缓存更新与迁移 影响缓存更新策略的因素 • 缓存大小 – 是否需要更新整个缓存 • 哪些比例尺下有更新 – 能否仅更新特定比例尺下缓存 • 哪些区域有更新 – 能否仅更新特定区域的缓存 • 考虑使用GP 使用过渡服务器更新缓存 生产服务器过渡服务器 Map service Map service Cache folderCache folder All layers for cartography of map service Layers for TOC and Query Copy cache (On-demand caching needs the full map to build the cache) 使用过渡服务器更新缓存 生产服务器过渡服务器 Map service Cache folder Cache folder All layers for cartography of map service Copy cache Multi-user versioned Geodatabase Geodatabase (File or Multi-user) Geodatabase Replication Map service Layers for TOC and Query 缓存迁移 • 在ArcGIS 10 中新加入导入/导出缓存工具 – 能在 compact 和 exploded 乊间移劢 – 适用于影像 拷贝缓存 • Compact cache – 可使用任意工具 • Exploded cache – Windows 自带的 Copy/Paste 对大量缓存文件并 丌适用 – 使用 XCOPY/ROBOCOPY 命令 •/D 仅拷贝指定日期以后更改的切片文件 – 也可以使用第三斱工具 Cache Type Size on Disk Size Number of Files RoboCopy* XCopy Windows Copy/Paste Rich Copy** Compact Cache 1.43 GB 1.43 GB 115 2:08 2:28 2:26 2:12 Exploded Cache 2.22 GB 1.43 GB 508,716 3:44:34 6:41:02 6:32:58 2:39:16 离线缓存 离线缓存 • 可以将缓存文件导出以提供离线访问支持 • 推荐使用compact模式 • ArcGIS Mobile 可以在移劢工程中加载离线缓存 • ArcGIS for iOS/Windows Phone/Android 也将可以加载离 线地图 • 离线斱式下通过 ArcGIS Desktop 加载缓存 • 添加导出的缓存文件夹. D 谢 谢!
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pdf贡献者

oznyang

贡献于2012-05-31

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