CN104239509A - 多版本gis切片服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多版本GIS切片服务系统，包括：文件存储服务器，用于按类型、版本分层存储切片相关文件，切片相关文件包括切片数据文件、切片资源描述文件和切片索引文件，切片数据文件用于存储切片数据信息，切片资源描述文件用于描述切片数据的类型、等级、坐标和版本信息，切片索引文件用于描述切片数据的索引信息；应用缓存服务器，用于将切片索引信息加载到应用缓存服务器中；切片服务器，设有可接收切片请求的访问接口，用于接收客户端的切片请求，获取对应的切片索引信息及切片数据并返回给客户端；客户端，用于发送切片请求，并接收返回的切片数据。该系统可以提供对多版本的GIS切片的访问、管理，且系统结构简单，使用效果好。

Description

多版本GIS切片服务系统

技术领域

本发明涉及GIS技术领域，特别涉及一种多版本GIS切片服务系统。

背景技术

GIS切片服务为GIS客户端提供影像、矢量等静态切片服务。切片信息随市政改造而发生变化。但是由于城市发展速度不同，不同城市切片信息的更新速度也有不同的需求，短则3-4个月，长则1-2年。传统GIS切片仅能提供一个版本的切片信息，而无法提供不同时期不同版本的切片信息。这就造成GIS系统无法对历史切片信息进行“回滚”，从而无法对切片信息发生的变化进行有效的分析，也无法对尚未发布的新的瓦片服务进行预览。而且，在高并发下，由于每张切片大小达到10-20K，甚至更大，将出现网络瓶颈，限制瓦片性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多版本GIS切片服务系统，该系统可以提供对多个不同版本的GIS切片的访问、管理，且系统结构简单，使用效果好。

本发明的目的是采用以下的技术方案实现的：一种多版本GIS切片服务系统，包括：

文件存储服务器，用于存储切片相关文件，不同的切片相关文件在文件存储服务器中按类型、等级和版本依次分层存储，所述切片相关文件包括切片数据文件以及与切片数据文件相应的切片资源描述文件和切片索引文件，所述切片数据文件用于存储切片数据信息，切片资源描述文件用于描述切片数据的类型、等级、坐标和版本信息，切片索引文件用于描述切片数据的索引信息；

应用缓存服务器，与文件存储服务器相连接，用于扫描文件存储服务器中存储的切片索引文件并对其进行解析，将解析出的切片索引信息加载到应用缓存服务器中；

切片服务器，分别与应用缓存服务器和文件存储服务器相连接，并设有可接收包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求的访问接口，用于接收客户端的切片请求，然后根据切片请求中指定的切片的类型、等级、坐标和版本信息，从应用缓存服务器中获取对应的切片索引信息，再根据所述切片索引信息从文件存储服务器中获取对应的切片数据，并将获取的切片数据返回给客户端；

客户端，用于向切片服务器发送包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求，并接收切片服务器返回的切片数据。

进一步的，所述切片数据的索引信息包括切片数据所在切片数据文件的存储位置，切片数据的大小，以及切片数据在切片数据文件中的偏移位置。

进一步的，如果切片服务器接收到的切片请求不包括切片的版本信息，则默认从应用缓存服务器中获取切片的最高版本对应的索引信息。

进一步的，该系统还包括分别与切片服务器和客户端相连接的WEB加速缓存服务器，所述WEB加速缓存服务器用于缓存切片服务器发送给客户端的切片数据，并返回给客户端，还用于接收客户端发送给切片服务器的切片请求；当所述WEB加速缓存服务器接收到客户端发送的切片请求时，查找WEB加速缓存服务器是否缓存了切片请求的切片数据，是则直接将缓存的切片数据返回给客户端，否则将所述切片请求转发给切片服务器，由切片服务器提供请求的切片数据。

进一步的，所述客户端缓存WEB加速缓存服务器返回的切片数据，并定期向WEB加速缓存服务器发送切片更新请求，WEB加速缓存服务器判断请求更新的切片数据是否发生更新，是则返回更新的切片数据，客户端缓存更新的切片数据，否则返回一状态值，确认客户端缓存有效。

本发明的有益效果是提供了一种多版本GIS切片服务系统，实现了对GIS切片信息的多版本访问、管理，不仅可以实现将切片信息“回滚”到任意历史时刻，也可以实现对尚未发布的切片应用效果进行预览，方便在切片发布前对切片信息进行必要的修改调整，提高切片发布的成功率，降低发布的成本。此外，本系统在架构上面采用多级缓存来支持高并发和可扩展性，解决了切片服务面临的网络带宽瓶颈问题。

附图说明

图1是本发明实施例的系统结构示意图。

图2是本发明实施例中切片相关文件在文件存储服务器中的存放架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的多版本GIS切片服务系统，如图1所示，包括文件存储服务器、应用缓存服务器、切片服务器和客户端。

所述文件存储服务器用于存储不同类型、版本的切片相关文件，不同的切片相关文件在文件存储服务器中按类型、等级和版本依次分层存储，所述切片相关文件包括切片数据文件以及与切片数据文件相应的切片资源描述文件和切片索引文件，所述切片数据文件用于存储切片数据信息，切片资源描述文件用于描述相应的切片数据文件中存储的切片数据的类型、等级、坐标和版本信息，切片索引文件用于描述相应的切片数据文件中存储的切片数据的索引信息，即切片索引信息。所述切片数据的索引信息包括切片数据所在切片数据文件的存储位置，切片数据的大小，以及切片数据在切片数据文件中的偏移位置。

所述应用缓存服务器与文件存储服务器相连接，用于扫描文件存储服务器中存储的切片索引文件并对其进行解析，将解析出的切片索引信息加载到应用缓存服务器中。

所述切片服务器分别与应用缓存服务器和文件存储服务器相连接，并设有可接收包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求的访问接口；所述切片服务器用于接收客户端的切片请求，然后根据切片请求中指定的切片的类型、等级、坐标和版本信息，从应用缓存服务器中获取对应的切片索引信息，再根据所述切片索引信息从文件存储服务器中获取对应的切片数据，并将获取的切片数据返回给客户端。如果切片服务器接收到的切片请求不包括切片的版本信息，则默认从应用缓存服务器中获取切片的最高版本对应的索引信息。

所述客户端用于向切片服务器发送包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求，并接收切片服务器返回的切片数据。

本系统提供REST风格接口服务，客户端通过包括切片类型、等级、坐标和版本信息的切片请求来访问切片。访问切片的访问接口设计如下：

http://maps.epgis.com.cn/tileService/verctor/16/532,204/1

根目录                                类型 等级 坐标 版本

客户端可以通过指定切片的版本号来访问特定的切片信息。客户端亦可以不指定切片的版本号，切片服务将查找指定类型、等级、坐标所对应的切片的最新发布的数据进行返回。默认返回切片的接口设计如下：

http://maps.epgis.com.cn/tileService/verctor/16/532,204

根目录                                类型 等级 坐标  

在创建切片相关文件时，会产生3个文件，分别是切片资源描述文件、切片索引文件和切片数据文件，将这些文件以切片类型和版本号分层进行存储，如图2所示。在启动切片服务的时候，将切片索引信息加载到应用缓存服务器中，当接受到切片请求时，根据请求中指定的切片的类型、等级、坐标和版本号，在缓存中找到对应切片的存储索引，如果未指定版本号，那么就返回已发布的最大版本号的切片索引，然后根据该索引，从持久化介质，即文件存储服务器中读取切片数据。

当切片服务启动时，系统将扫描切片的索引文件并对文件进行解析，将切片索引信息预先存储于缓存中，提高切片数据的访问速度。当进行切片更新时，根据上传的切片索引文件更新缓存中的索引信息。

在本实施例中，本系统还包括WEB加速缓存服务器，所述WEB加速缓存服务器分别与切片服务器和客户端相连接，所述WEB加速缓存服务器用于缓存切片服务器发送给客户端的切片数据，并返回给客户端，还用于接收客户端发送给切片服务器的切片请求；当所述WEB加速缓存服务器接收到客户端发送的切片请求时，查找WEB加速缓存服务器是否缓存了切片请求的切片数据，是则直接将缓存的切片数据返回给客户端，否则将所述切片请求转发给切片服务器，由切片服务器提供请求的切片数据。

所述客户端缓存WEB加速缓存服务器返回的切片数据，并定期向WEB加速缓存服务器发送切片更新请求，WEB加速缓存服务器判断请求更新的切片数据是否发生更新，是则返回更新的切片数据对切片更新请求进行响应，客户端缓存更新的切片数据，否则返回一状态值，确认客户端缓存有效。

即本实施例中，本系统采用了多级缓存，包括客户端缓存、WEB加速缓存和应用缓存。

1）客户端缓存

由于切片更新频率较低，频率在数月到数年不等，且用户对地图的浏览存在局部性，因此在客户端缓存切片可以大大提高GIS出图效率，减轻瓦片服务器的压力。

2）WEB加速器缓存

当客户端发送切片请求时，WEB加速器首先查找是否缓存了请求的切片，如果WEB加速器已经缓存了该请求的切片，那么就直接把切片返回客户端；否则就将请求转发给瓦片服务器，从存储系统中读取相应的切片，然后缓存到WEB加速器中，并返回客户端。

由于客户端会对切片信息缓存，当客户端切片过期时，客户端会向WEB缓存服务器发送一个带条件的请求。WEB加速器首先根据条件判断请求的切片数据是否发生变化，如果缓存的切片数据已经发生更新，那么WEB缓存加速器就使用新的切片数据对请求进行响应，客户端缓存新的切片数据；如果缓存的切片数据没有发生更新，那么WEB加速器并不重发瓦片数据，而只是返回一个状态值代表客户端缓存有效。由于返回的状态值要比返回一张瓦片数据要小得多，因此减轻了网络带宽的压力，同时也缩短瓦片请求的响应时间。

3）应用缓存

应用缓存服务器缓存了切片的索引信息，当切片请求未在WEB加速器中命中的时候，应用服务器会从应用缓存中读取请求切片的存储信息，然后从存储系统中读取切片。

在本实施例中，本系统还采用多级负载均衡技术来支持高并发和可扩展性，解决由于网络带宽瓶颈问题。

本系统的多级负载均衡包括四层负载均衡，七层负载均衡。

1）四层负载均衡

四层负载均衡指的是将一个外部的IP地址映射为多个内部服务器的IP地址，对每次TCP连接请求动态使用一个内部地址，达到负载均衡的作用。四层负载均衡有多种常见的调度方法，包括基于轮询的调度算法，基于最小连接的调度算法，基于局部性调度算法。

2）七层负载均衡

七层负载均衡指的是内容分发，主要通过报文中真正有意义的应用层的内容（如根据URL判断不同的应用），加上负载均衡的服务器选择方式（包括轮询，IP哈希，权重等等），决定最终选择的内部服务器。在切片服务中，根据切片请求中包含的切片类型，切片X,Y坐标，及切片的版本号作为七层负载均衡的条件。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多版本GIS切片服务系统，其特征在于，包括：

文件存储服务器，用于存储切片相关文件，不同的切片相关文件在文件存储服务器中按类型、等级和版本依次分层存储，所述切片相关文件包括切片数据文件以及与切片数据文件相应的切片资源描述文件和切片索引文件，所述切片数据文件用于存储切片数据信息，切片资源描述文件用于描述切片数据的类型、等级、坐标和版本信息，切片索引文件用于描述切片数据的索引信息；

应用缓存服务器，与文件存储服务器相连接，用于扫描文件存储服务器中存储的切片索引文件并对其进行解析，将解析出的切片索引信息加载到应用缓存服务器中；

切片服务器，分别与应用缓存服务器和文件存储服务器相连接，并设有可接收包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求的访问接口，用于接收客户端的切片请求，然后根据切片请求中指定的切片的类型、等级、坐标和版本信息，从应用缓存服务器中获取对应的切片索引信息，再根据所述切片索引信息从文件存储服务器中获取对应的切片数据，并将获取的切片数据返回给客户端；

客户端，用于向切片服务器发送包括切片的类型、等级、坐标和版本信息的切片请求，并接收切片服务器返回的切片数据。

2.根据权利要求1所述的多版本GIS切片服务系统，其特征在于，所述切片数据的索引信息包括切片数据所在切片数据文件的存储位置，切片数据的大小，以及切片数据在切片数据文件中的偏移位置。

3.根据权利要求1所述的多版本GIS切片服务系统，其特征在于，如果切片服务器接收到的切片请求不包括切片的版本信息，则默认从应用缓存服务器中获取切片的最高版本对应的索引信息。

4.根据权利要求1所述的多版本GIS切片服务系统，其特征在于，还包括分别与切片服务器和客户端相连接的WEB加速缓存服务器，所述WEB加速缓存服务器用于缓存切片服务器发送给客户端的切片数据，并返回给客户端，还用于接收客户端发送给切片服务器的切片请求；当所述WEB加速缓存服务器接收到客户端发送的切片请求时，查找WEB加速缓存服务器是否缓存了切片请求的切片数据，是则直接将缓存的切片数据返回给客户端，否则将所述切片请求转发给切片服务器，由切片服务器提供请求的切片数据。

5.根据权利要求4所述的多版本GIS切片服务系统，其特征在于，所述客户端缓存WEB加速缓存服务器返回的切片数据，并定期向WEB加速缓存服务器发送切片更新请求，WEB加速缓存服务器判断请求更新的切片数据是否发生更新，是则返回更新的切片数据，客户端缓存更新的切片数据，否则返回一状态值，确认客户端缓存有效。