基于Google Maps API的地圖解析研究與實現

游蘭，彭慶喜

(1.湖北大學 數學與計算機科學學院，湖北 武漢 430062；2.武漢大學東湖分校 軟件研究所，湖北 武漢 430212)

近年來，Web地理信息技術得到了很大的發展.特別是Google公司推出的Google Maps，在世界范圍內得到廣泛的應用.Google還推出了Google地圖的應用程序接口Google Maps API供用戶進行整合應用.目前已經有很多web應用開發者使用Google Maps API來擴展地圖服務，極大地方便了人們的生活.然而，如果每次都調用Google Maps進行地圖解析，效率并不高，而且Web應用可能會要求保存解析的結果.本文通過對Google Maps的地圖運行機制進行研究，重點探討基于Google Maps API的地圖解析技術，提出了地圖解析的持久化方案并進行設計實現.

1 Google Maps的圖片數據分片技術

圖1 四叉樹編碼示意圖

Google向用戶提供地圖數據和衛星影像數據，在用戶端顯示的是常見的柵格圖像.Google Maps采用墨卡托(Mercator)投影，也就是等角圓柱投影[1-3].根據縮放的詳細程度不同，Google Maps提供0～17一共18個縮放等級，其中0級縮放最詳細.不管是地圖數據還是衛星影像數據都采用了圖像切片技術，將各個縮放等級的全球數據分割成大小為256×256像素，格式為PNG的圖片保存起來.為了能夠有效的檢索這些切片數據，如圖1按照四叉樹的方式對每塊小切片進行編碼索引.Google Maps采用“QRTS”4個字母進行索引編碼.

如Google使用http://kh0.google.com/kh?n=404&v=8&t=sq對衛星地圖編碼，其中參數t對影像的位置進行編碼.參數t的長度表示縮放級別.由于切片的位置參數t的值為“sq”，其長度為2，則表示當前的縮放等級為17=19-2，此時全球的影像數據的分片數目為22=4.

2 Google Maps采用的Ajax技術

Ajax是Asynchronous JavaScript and XML的縮寫，即“異步的JavaScript和XML處理技術”.Ajax顛覆了傳統Web開發在用戶交互方面的模式.傳統的Web技術，在用戶發出請求后，需要長時間等待服務器的響應.而使用Ajax技術的Web開發，則可以無需重新裝載整個頁面就能對服務器發送請求和對XML文檔的解析和處理.用戶不用再面對空白的頁面和刷屏.

圖2 Ajax技術與傳統B/S方式比較

Ajax技術并不是全新的技術，它是將已有的幾種技術綜合起來形成的.這些技術如下：

(1)用XHTML和CSS處理網頁內容、表現形式;

(2)用DOM顯示和控制網頁;

(3)用XML和XSLT來進行數據交換和處理；

(4)用XMLHttpRequest來異步獲取數據；

(5)用JavaScript整合以上的技術.

Ajax工作模式在瀏覽器和服務器之間多了一個AjaxEngine(Ajax引擎).它使用Request/Server模式形成一個發送和接收XMLHttpRequest請求的框架，這個框架的基本流程是：對象初始化，發送請求，服務器接收，服務器返回，客戶端接收，修改客戶端頁面內容.圖2是Ajax技術和傳統B/S方式的比較.

Google Maps采用Ajax技術.與傳統Web相比，Google Maps不再需要點擊特定的鏈接來下載新的地圖數據，用戶的操作(如在地圖上拖拽)隨時觸發瀏覽器與服務器之間的通信.另外瀏覽器和服務器之間的交互是異步進行的，用戶的工作流程不再被頻繁的刷新過程打斷.

3 Google Maps API的應用

Google向用戶免費發布全球地圖和衛星影像的同時，開發了其應用程序接口.開發人員可以根據自己的需求開發基于Google Maps API的地圖服務，將Google Maps嵌入自己的Web應用.使用過程如下：

(1)注冊Google Maps API 密鑰.想使用Google Maps API，首先要在Google申請一個相應的API密鑰.不同的域必須申請單獨的密鑰.注冊時需要提供網站的URL，申請到之后將這個密鑰包含在Google Maps API的JavaScript