SuperMap iServer新增支持FlatGeobuf数据格式，查询渲染性能提升2-3倍

导语

FlatGeobuf是一种地理数据存储格式，采用了二进制编码，相比其他文本或XML格式更高效，可以显著减小文件大小，这使得数据的传输和存储更加快速和高效。

SuperMap iServer 11i(2023) （以下简称SuperMap iServer11.1）新增对FlatGeobuf表述支持，可实现分段传输和按需加载效果，下文将详细介绍如何实现。

一、FlatGeobuf简介

1.1 什么是FlatGeobuf

FlatGeobuf是一种用于存储地理要素的坐标、类型的二进制编码格式，能够存储简单要素规范下的要素数据（如点、线、面等）。

FlatGeobuf 格式与传统的 Shapefile、GeoJSON 等文件格式类似，均支持地理空间矢量数据的存储，但 FlatGeobuf 格式具有更高的存储效率和更快的读写速度，适用于大量静态数据的编码与传输。使用 FlatGeobuf 格式存储和传输数据，可以加快网络传输速度，从而优化用户的使用体验。

1.2 FlatGeobuf优缺点

优点

• 紧凑性，FlatGeobuf使用二进制编码，可以将数据存储为更小的文件，从而节省磁盘空间和网络带宽。
• 快速读取，采用二进制编码，FlatGeobuf能够以更高的速度进行读取和解析，加快了数据访问的效率。
• 跨平台支持，FlatGeobuf可以被多个GIS软件和工具所支持，并且提供了多种语言的API，允许在不同平台上进行数据转换和处理。
• 分段传输和按需加载，FlatGeobuf支持分段传输和按需加载，可以仅加载需要的数据块，而无需加载整个数据集，提高了数据查询和展示的效率。

缺点

• 几何与属性数据并未分离。
• 文件体积较之于 GeoPackage 格式无明显优势。
• 难以直接编辑，与文本格式相比，FlatGeobuf的二进制编码方式使得直接手动编辑数据变得困难。

关于FlatGeobuf更多信息：https://github.com/flatgeobuf/flatgeobuf

1.3 FlatGeobuf适用场景

• 大规模静态数据编码与传输，使用FlatGeobuf格式可以有效地存储和传输大规模的地理数据。采用紧凑的二进制编码，可以显著减小数据文件的大小，并提高数据的加载速度。
• 跨平台数据共享，FlatGeobuf格式具有跨平台的特性，可以被不同GIS软件和工具所支持和解析（例如：GeoServer、QGIS、GeoTools、PostGIS等）。这使得不同GIS系统之间的数据共享更加便捷，无需进行复杂的数据转换和兼容性处理。
• 分段传输和按需加载，FlatGeobuf格式支持将地理数据进行分段传输和按需加载。这意味着只需加载需要的数据块，而无需一次性加载整个数据集，从而提高数据的查询和展示效率。

二、如何使用FlatGeobuf

2.1 SuperMap iServer

SuperMap iServer 11.1默认支持对地图查询（queryResults）、数据查询（featureResults）等资源返回 FlatGeobuf 格式，文件格式*.fgb。

如下图所示，地图查询结果可以使用fgb表述返回。

SuperMap iServer 11.1支持输出 FlatGeobuf 格式的服务能力如下：

2.2 SuperMap iClient

SuperMap iClient 11.1（Leaflet、Openlayer、MapboxGL）支持直接访问云存储.fgb文件或通过SuperMap iServer 11.1 服务返回的FlatGeoBuf格式文件，并支持流式传输和渲染（关于FlatGeoBuf示范程序请访问https://iclient.supermap.io/站点进行查看）

FlatGeoBuf 数据有全量加载和按需加载两种加载策略，可以通过修改前端代码中FGBLayer的加载策略参数 strategy，选择all（全量加载）和bbox（按需加载）来优化浏览体验。

全量加载FlatGeoBuf 2500万点数据效果：

按需加载FlatGeoBuf 2500万点数据效果：

三、FlatGeobuf与GeoJSON性能对比

测试环境	CPU:Intel(R) Core(TM) i7-10875H
内存	16G
浏览器	Chrome 113
测试数据	5万地类图斑面数据（619万节点，每条记录含26个属性字段）udbx存储
测试版本	supermap-iserver-11.1.0-windows-x64.zip
测试方法	1.地图查询、数据查询返回GeoJSON表述与FlatGeobuf表述文件大小对比； 2.地图查询、数据集查询从Web端查询到浏览器渲染GeoJSON表述与FlatGeobuf表述性能对比；

3.1 文件大小

1）地图查询

返回记录	GeoJSON	FlatGeobuf（全量加载）	FlatGeobuf（按需加载）
5千面（145万节点）	57.9 MB	24.4MB	11.2 MB
1万面（198万节点）	80.9 MB	34.7 MB	15.7 MB
5万面（619万节点）	264 MB	116 MB	26.2 MB

2）数据集查询

返回记录	GeoJSON	FlatGeobuf（全量加载）	FlatGeobuf（按需加载）
5千面（145万节点）	57.9 MB	24.2 MB	11.1 MB
1万面（198万节点）	81.1 MB	34.3 MB	15.5 MB
5万面（619万节点）	264 MB	114 MB	25.7 MB

3.2 Web端动态查询到浏览器渲染性能对比

1）地图查询

返回记录	GeoJSON	FlatGeobuf（全量加载）	FlatGeobuf（按需加载）
5千面（145万节点）	7.3s	3.1s	1.9s
1万面（198万节点）	10.5s	5s	3.1s
5万面（619万节点）	55s	31s	21s

2）数据集查询

返回记录	GeoJSON	FlatGeobuf（全量加载）	FlatGeobuf（按需加载）
5千面（145万节点）	9.4s	2.1s	0.96s
1万面（198万节点）	12s	4.1s	1.7s
5万面（619万节点）	43s	23s	12s

3.3 总结

1. SuperMap iServer 地图查询和数据集查询，返回FlatGeobuf表述相较GeoJSON体积减少42%；
2. 按需加载FlatGeobuf表述，返回数据量大小视浏览范围内数据量决定，总体较FlatGeobuf全量加载体量更小;
3. 数据集查询比地图查询性能高，且使用FlatGeobuf 比使用 GeoJSON 效率高；

综上，FlatGeobuf表述在Web端进行地图查询与数据查询较GeoJSON表述，结果数据体量小、加载速度快。建议用户在相似场景中优先选择使用FlatGeobuf表述。

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