摘 要

随着互联网和大数据技术的快速发展，人们拥有了更多的手段来获取大量的地理信息数据。在此背景下，通过数据可视化和电子地图相结合来呈现海量的地理信息数据显得尤为重要，对于各行各业分析和解决问题都能提供很大的方便。当前，国内外已有谷歌、百度、高德等对普通群众免费开放的比较完善的在线电子地图服务，但是在有些行业或是场合由于对数据的保密性要求高，并不能直接使用这些在线地图而需要使用离线地图。本设计根据上述需求展开研究，研究的主要内容有以下两点：第一是通过修改在线高德API，在Web平台使用本地地图瓦片加载离线地图，保证地图在离线环境的正常运行；第二是信息可视化设计，在完成坐标纠偏基础上向地图导入大量船舶信息，并以图表等方式更加直观的展现船舶信息的特点。最终设计出一个内网环境下工作的地理信息可视化系统，以解决离线环境下的涉密数据的可视化问题。

关键词：离线；瓦片地图；高德API；可视化

Abstract

With the rapid development of the Internet and big data technologies, people have more means to obtain a large amount of geographic information data. In this context, it is particularly important to present a large amount of geographic information data through the combination of data visualization and electronic map, which provides great convenience for us to analyze and solve problems. At present, there are already well-established online electronic map services that are freely open to the general public, such as Google, Baidu, and Gaode. However, in some industries or occasions, because of the high confidentiality requirements for data, these online maps cannot be directly used. Instead, you need to use an offline map. The design is based on the above requirements. The main contents of the research are as follows: The first is to modify the online Gaode API and use the local map tile to load the offline map on the Web platform to ensure the normal operation of the map in the offline environment. The second is a visual design of information. On the basis of completing the coordinate correction, a large amount of ship information is imported into the map, and the characteristics of the ship information are more intuitively displayed by means of charts and the like. Finally, a geographic information visualization system working in the intranet environment was designed to solve the problem of visualizing confidential data in the offline environment.

Keywords: offline; tile map; Gaode API; visualization

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 离线地图技术研究现状 1

1.2.2 可视化研究现状 2

1.3 论文的组织和结构 3

第2章 系统的总体设计 4

2.1 需求分析 4

2.2 系统软件框架设计 4

2.3 主要任务及实现方案 6

第3章 离线地图的实现 7

3.1 瓦片地图的原理及使用 7

3.1.1 瓦片金字塔结构 7

3.1.2 瓦片行列号的计算 8

3.1.3 瓦片的下载 10

3.1.4 多级缩放功能的实现 12

3.2 地图API的本地化 13

3.2.1 高德在线API的获取 13

3.2.2 在线API的离线化 14

3.2.3 坐标纠偏 14

第4章 可视化的实现 16

4.1 船舶信息数据的加载和显示 16

4.1.1 数据流实时展示功能的实现 16

4.1.2 单击详情显示功能的实现 17

4.1.3 动态缩略显示功能的实现 18

4.2 可视化图表的生成 18

4.2.1 散点图的生成 18

4.2.2 热力图的生成 19

4.2.3 动态轨迹图的生成 20

第5章 系统测试及结果 22

5.1 测试离线地图服务 22

5.2 测试可视化功能 26

第6章 总结与展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 29

参考文献 31

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

地理信息早期应用于纸质地图上，当时地图主要用来分析航海和行军的路线，即使到现代这也是地理信息的最主要功能之一。进入20世纪，计算机技术开始突飞猛进的发展，人造卫星、遥感和GPS等相关技术不断取得新成果，这些给地理信息学科的发展创造了新的条件，地理信息学科也因此逐步走向成熟。相较于地理信息学科的初期，此时的地理信息学科已不再单单局限在地图或者导航的应用了，而是已经发展成为了以空间数据为主，与计算机学科和其他多种学科深度交叉融合的新型学科了^[1]。随着Web2.0时代的到来，互联网以其强大的互联性对各行各业产生了前所未有的冲击，这给地理信息系统的进一步发展带来了机遇，让地理信息系统不再停滞在科研单位和相关公司，开始走入人们的计算机里和手机中，目前地理信息系统己经应用到与人们生活相关的各个领域，真正的走入到了大众的生活。

另一方面，随着大数据、云计算等技术的热度不断上升，跨行业、跨地区之间的信息交流和以往相比愈发频繁^[2]。各种统计数据（包括人口密度分布、道路交通流量、地区人均工资、城市绿化程度等情况）都与地理位置有着密切联系，传统统计方式存在表现形式单一、不直观、数据分散、实用性差等问题^[3]。这些导致使用可视化的方式对数据进行分析、改变数据的呈现方式成为各行各业的共识。各行各业迫切希望通过可视化解决数据处理问题，提高相关部门的决策效率和成功率。