读取，表示和渲染地图数据的最佳方法是什么？

Question

我有兴趣将简单的导航应用程序编写为宠物项目。在搜索免费的地图数据后，我已经确定了US Census Bureau TIGER 2007 Line / Shapefile地图数据。数据被分成各个县的zip文件，我已经为我的区域下载了一个县的地图数据。

将此地图数据读入可用格式的最佳方式是什么？

我该怎么做：

• 读入这些文件
• 解析它们 - 正则表达式还是一些已经可以解析这些Shapefile的库？
• 将数据加载到我的应用程序中 - 我应该将这些点直接加载到内存中的某些数据结构中吗？使用小型数据库？关闭地图数据的应用程序后，我不需要持久性。用户可以再次加载Shapefile。

在读取Shapefile数据后，渲染地图的最佳方法是什么？

理想情况下，我希望能够读取县地图数据shapefile并将所有多边形线渲染到屏幕上并允许旋转和缩放。

我该怎么做：

• 将lat / lon点转换为屏幕坐标？ - 据我所知，Shapefile使用经度和纬度作为其点。很明显，我将不得不以某种方式将这些转换为屏幕坐标以显示地图特征。
• 以我可以轻松旋转和缩放整个地图的方式渲染地图数据（道路，边界等一系列折线）？
• 将整个地图渲染为一系列“图块”，以便只呈现查看区域内的要素/线条？

实施例。作为显示地图呈现的TIGER数据：

对于我在这些文件中阅读的最佳方式，我应该如何在程序中表示它们（数据库，在内存数据结构中）以及如何渲染（使用旋转/缩放）的任何人都有一些经验和洞察力的人屏幕上的地图数据将不胜感激。

编辑：为了澄清，我不想使用任何谷歌或雅虎地图API。同样，我不想使用OpenStreetMap。我正在寻找一种比使用那些apis /程序更划刮的方法。这将是桌面应用程序。

Answer 1

Answer 2

SharpMap是一个用于WinForms和ASP.NET的开源.NET 2.0映射引擎。这可能会提供您需要的所有功能。它涉及最常见的GIS矢量和栅格数据格式，包括ESRI shapefile。

Answer 3

解决方案是：

• 地理空间服务器，如mapserver，geoserver，degree（opensource）。

他们可以阅读和提供shapefile（以及许多其他内容）。例如，geoserver（安装时）提供来自美国人口普查局TIGER shapefile的数据作为演示

• 像openlayers这样的javascript制图库（请参阅link text
上的示例）

网上有很多使用此解决方案的例子

Answer 4

有趣的问题。我就是这样做的。

我收集了他们所需要的任何几何形状。我一直在从USGS中提取数据，所以这相当于一堆：

• SHP文件（ESRI Shapefile Technical Description）
• DBF文件（Xbase Data file (*.dbf)）

然后我编写了一个程序，将这些形状定义“编译”成一个有效渲染的形式。这意味着要进行有效显示数据所需的任何投影和数据格式转换。一些细节：

• 对于2D应用程序，您可以使用所需的任何投影：Map Projections。
• 对于3D，您希望将这些纬度/经度转换为3D坐标。这里有一些关于如何做到这一点的数学：transformation from spherical coordinates to normal rectangular coordinates。
• 将所有基元分解为四叉树/八叉树（2D / 3D）。此树中的叶节点包含对与该叶节点（轴对齐）边界框相交的所有几何体的引用。 （这意味着可以多次引用一块几何体。）
• 然后将几何体拆分为顶点表和绘图命令表。这是OpenGL的理想格式。可以使用顶点缓冲区（glDrawArrays）通过Vertex Buffer Objects发出命令。
• 一般访客模式用于遍历四叉树/八叉树。行走涉及测试访问者是否与树的给定节点相交，直到遇到叶节点。参观者包括：绘图，碰撞检测和选择。 （因为树叶可以包含对几何体的重复引用，所以walker将节点标记为被访问，然后忽略它们。这些标记在进行下一步之前必须重置或以其他方式更新。）
• 使用空间分区系统（其中一棵树）和绘图效率表示对于实现高帧率至关重要。我发现在这些类型的应用程序中，您希望帧速率至少为20 fps。更不用说大量的表现会给你很多机会来创造一个更好看的地图。 （我的目光远非好看，但有一天会到达那里。）
• 空间分区通过减少发送到处理器的绘图命令的数量来帮助渲染性能。但是，用户实际上可能想要查看整个数据集（可能是arial视图）。在这种情况下，您需要一个级别的细节控制系统。由于我的申请涉及街道，我优先考虑高速公路和更大的道路。我的绘图代码知道在帧速率下降之前我可以绘制多少个图元。基元也按此优先级排序。我只绘制了第一个x项，其中x是我可以按照我想要的帧速率绘制的图元数。

其余的是相机控制和想要显示的任何数据的动画。

以下是我现有实施的一些示例：

Picture http://seabusmap.com/assets/Picture%205.png Picture http://seabusmap.com/assets/Picture%207.png

Answer 5

用于在本地存储老虎数据，我会使用Postgresql工具选择postgis。

他们拥有令人印象深刻的工具集，尤其是Tiger Geocoder提供了导入和使用老虎数据的好方法。

您需要查看与postgis交互的工具，很可能是某种mapserver

来自http://postgis.refractions.net/documentation/：

  

现在有几种与PostGIS一起使用的开源工具。 uDig项目正在开发一个可以直接与PostGIS一起使用的完整读/写桌面环境。对于互联网映射，明尼苏达大学Mapserver可以使用PostGIS作为数据源。 GeoTools Java GIS工具包支持PostGIS，GeoServer Web Feature Server也支持。 GRASS支持PostGIS作为数据源。 JUMP Java桌面GIS查看器有一个简单的插件，用于读取PostGIS数据，QGIS桌面具有良好的PostGIS支持。可以使用OGR C ++库和命令行工具（以及带有捆绑的Shape文件转储器的cource）将PostGIS数据导出为多种输出GIS格式。当然，任何可以与PostgreSQL一起使用的语言都可以与PostGIS一起使用 - 该列表包括Perl，PHP，Python，TCL，C，C ++，Java，C＃等。

编辑：depite mapserver在其名称中包含单词SERVER，这将在桌面环境中使用。

Answer 6

虽然您已经决定使用TIGER数据，但您可能对OSM (Open Street Map)感兴趣，因为OSM已完全导入其中的TIGER数据，并丰富了用户提供的数据。如果您坚持使用TIGER格式，您的应用程序对国际用户将毫无用处，使用OSM，您可以立即获得TIGER和其他所有内容。

OSM是一个开放式项目，具有协作编辑的免费世界地图。您可以获取所有这些数据以及结构良好的XML，查询区域或在大文件中下载整个世界。

OSM有一些地图渲染器可用于各种编程语言，其中大多数是开源的，但仍有很多工作要做。

还有一个OSM routing service可用。它有一个Web界面，也可以通过Web服务API查询。同样，它并非全部完成。用户肯定可以使用基于此构建的桌面或移动路由应用程序。

即使您没有决定参与该项目，您也可以从中获得很多灵感。只需查看project wiki以及所涉及的各种软件项目的来源（您将在维基内找到它们的链接）。

Answer 7

您还可以使用Microsoft的可视化地球地图应用程序和api或使用Google的API。我总是使用ESRI产品进行商业编程，并且没有那么开放的api。

另外，你可能想看Maker！和Finder！它们是相对较新的程序，但我认为它们是免费的。可能仅限于嵌入数据。Maker可以在这里找到。

问题在于空间处理在非商业规模上是相当新的。

Answer 8

当我给出这个答案时，问题被标记为

“在.Net中使用折线渲染Shapefile（地图数据）的最佳方法是什么？”

现在这是一个不同的问题，但我将答案留给原来的问题。

  

我写了一个可以绘制的.net版本   矢量数据（例如几何体）   一个shp文件）在c＃中使用普通的GDI +。它   非常有趣。

     

原因是我们需要   处理不同版本的   几何和属性有很多   我们可以提供更多信息   不使用商业地图组件或   一个开源的。

     

这样做的主要原因是   建立一个视口和   翻译/转换WGIS84坐标   降级和GDI + x，y   坐标并等待投影   如果你甚至需要重新投影。

Answer 9

如果您不介意为解决方案付费Safe Software生产一种名为FME的产品。此工具将帮助您将数据从任何格式转换为几乎任何其他格式。包括KML Google地球格式或将其渲染为JPEG（或一系列JPEG）。转换数据后，您可以使用API将Google地球嵌入到您的应用中，或者只显示平铺图像。

作为一方而非FME是一个非常强大的平台，因此在进行翻译时，您可以添加或删除不一定需要的部分数据。如果您有多个来源，请合并来源。转换坐标（我不记得谷歌地球使用的是什么）。将备份存储在数据库中。但严重的是，如果你愿意花几块钱，你应该研究一下。

您还可以创建包含位置（放置位置）的标记（与样本地图非常相似）以及有关位置的其他数据/注释。这些旗帜有多种形状和大小。

Answer 10

对墨卡托或其他投影的一种简化是假设纬度和经度的恒定转换因子。将纬度乘以69.172英里;对于经度，选择地图区域的中纬度并乘以（180-经度）乘以余弦（middle_latitude）* 69.172。转换为里程后，您可以使用另一组转换来获取屏幕坐标。

这在1979年对我有用。

My source for the number of miles per degree.

Answer 11

一种解决方案是使用MapXtreme。他们有Java和C＃的API。 API可以加载这些文件并进行渲染。

对于Java：

http://www.mapinfo.com/products/developer-tools/desktop%2c-mobile-%26-internet-offering/mapxtreme-java

对于.NET：

http://www.mapinfo.com/products/developer-tools/desktop%2c-mobile-%26-internet-offering/mapxtreme-2008

我在桌面应用程序中使用了此解决方案并且运行良好。它提供了更多只有渲染信息。

现在从头做这个可能需要一段时间。他们有一个可以下载的评估版本。我认为它只是在地图上打印“MAPXTREME”作为水印，但它完全可用，否则