论文总字数：23243字

摘 要

尽管随着Web地图服务的不断发展使得矢量瓦片地图服务不断普及，现在的网络地图服务仍旧以栅格瓦片地图为主流。两种瓦片地图在数据格式、存储和传输方式、地图显示等方面都不相同。其中，矢量瓦片由于相比栅格瓦片具有创建效率高、传输效率快、数据和风格独立、显示质量更高的优点，显现出替代栅格瓦片成为Web地图服务主要载体的趋势。

本实验以曼哈顿广场的矢量数据，通过矢量切片发布和矢量数据栅格化发布，以相同栅格底图为载体、叠加相同地物同时期数据的形式，通过控制变量对比研究栅格瓦片和矢量瓦片之间功能性的差异并以此论述矢量瓦片成为地图服务主流的趋势和必然性。

本文主要研究内容包括：

1. 矢量地图的离线化部署。
2. 瓦片地图数据传输的研究。
3. 瓦片地图地图显示的研究。
4. 瓦片地图实时渲染的研究。

关键词：矢量瓦片 Web地图 Geoserver Mapbox 地图服务

Research on vector tile map service

Abstract

Although the development of Web map service makes the vector tile map service more and more popular, raster tile map is still the mainstream of Web map service. The two kinds of tile maps are different in data format, storage and transmission mode, map display and so on. Among them, vector tiles have the advantages of high creation efficiency, fast transmission efficiency, independent data and style, and higher display quality compared with raster tiles, showing the trend of replacing raster tiles as the main carrier of Web map service.

This experiment in Manhattan square vector data, released by vector slice of raster and vector data, in the same grid map as the carrier, at the same time data in the form of superposition of the same object through the comparative study on the control variable grid tiles and functional differences between vector tiles and discusses the trend and necessity of vector maps tiles become mainstream.

The main research contents are the following:

1. Offline deployment of vector map.
2. Study on tile map data transmission.
3. Study on tile map display.
4. Research on Tile Map rendering.

Key Words：Vector Tile；Web GIS；Geoserver；Mapbox

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 6

1.1 研究背景及意义 6

1.2 国内外研究现状 6

1.2.1 Web地图服务现状 6

1.2.2 矢量瓦片地图服务研究现状 6

1.3 研究内容 7

1.4 论文结构 7

第二章 矢量瓦片相关技术和平台 8

2.1 Web地图瓦片 8

2.1.1 瓦片地图的发展 8

2.1.2 瓦片地图服务类型 10

2.2 矢量瓦片数据结构 11

2.3 矢量瓦片存储规范 11

2.4 矢量瓦片技术相关平台及渲染引擎 13

2.4.1 地图制图软件ArcGIS/ArcGIS Pro 13

2.4.2 浏览器渲染引擎Web GL 13

2.4.3 地理数据库Postgre SQL /PostGIS 14

2.4.4 开源地理信息系统QGIS 14

2.4.5 开源JavaScript库 Cesium 15

第三章 矢量瓦片地图服务研究的方案设计 16

3.1开发环境搭建 16

3.2矢量数据传输方法研究 17

3.3矢量瓦片实时渲染研究 18

3.4实验总体策略 18

3.4.1 实验目的 18

3.4.2 实验框架 19

3.4.3 实验流程 19

第四章 矢量瓦片地图服务研究 21

4.1数据准备 21

4.2数据发布 21

4.3矢量地图离线发布 22

4.4矢量瓦片地图服务研究 27

3.4.1 矢量瓦片的数据传输 27

3.4.1 矢量瓦片的地图显示 28

3.4.1 矢量瓦片的实时渲染 30

第五章 总结与展望 34

5.1 总结 34

5.2 展望 35

参考文献 36

致谢 37

附录：源代码 38

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

Web地图服务的发展从上世纪90年代初期开始。本世纪初，互联网的诞生和推广为电子地图的广泛应用提供了一个方便的平台与更加良好的媒介。如今，伴随着地理信息开发技术的不断发展和逐渐成熟，越来越多的人开始关注并使用Web地图服务。近十年来，互联网上的Web地图服务快速壮大，如雨后春笋般蓬勃发展。在这样的大背景下，矢量瓦片地图服务诞生并不断完善。尽管矢量瓦片地图服务发展迅速，现在互联网上的Web地图服务仍旧以栅格瓦片地图服务为主。因此，对于矢量瓦片的研究人员来说，通过对比研究矢量瓦片和栅格瓦片地图服务之间的异同来明确矢量瓦片地图服务所具有的独特优势，对于矢量瓦片地图服务的推广而言是必要的。

1.2国内外研究现状

1.2.1 Web地图服务研究现状^[3]

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