Planen eines Karten-Caches

Bevor Sie einen Karten-Cache erstellen, ist es wichtig, dass Sie über das Kachelschema, das Sie verwenden möchten, und die Ressourcen, die für die Erstellung des Caches benötigt werden, nachdenken. Sie müssen möglicherweise auch zusätzliche Entwurfsarbeiten am Kartendokument vornehmen, um sicherzustellen, dass es auf jeder Maßstabsebene m Kachelschema verwendet werden kann.

Das Erstellen eines großen Cache kann lange dauern und viele Ressourcen beanspruchen, Sie müssen daher sicherstellen, dass Sie die erwarteten Ergebnisse erhalten, bevor Sie die Erstellung des Caches beginnen. Führen Sie, wenn möglich auf einer kleineren Kartenfläche, einen Testlauf des Caches aus, oder erstellen Sie nur die ersten Ebenen des Caches, um sicherzustellen, dass die Bilder wie erwartet angezeigt werden.

Entwerfen von Karten, die gecacht werden

Wenn Sie eine Papierkarte erstellen, ist diese nur bei einem Maßstab sichtbar. In Nebenkarten, in denen detaillierte Bereiche der Karte dargestellt sind, können ein oder zwei zusätzliche Maßstäbe verwendet werden. Das Feinabstimmen der Karte für eine genaue Generalisierung, Symbologie und Beschriftung kann auch bei dieser kleinen Anzahl von Maßstäben eine Herausforderung sein. Wenn Sie eine Karte erstellen, die gecacht wird und auf einem Computerbildschirm angezeigt wird, müssen Sie außerdem sicherstellen, dass die Karte bei allen gecachten Maßstäben gelesen werden kann und hilfreich ist.

Beginnen mit einer Vorlage

Die Seite Kartenvorlagen im ArcGIS Resource Center enthält herunterladbare Beispiele für Karten in mehreren Maßstäben. Diese "Kartenvorlagen" umfassen ein Beispielkartendokument und Dataset, das Sie an Ihre eigenen Daten- und Entwurfsanforderungen anpassen können. Derzeit gibt es Vorlagen für Straßen, Topographie, Behördeninfrastruktur, Wanderwege, historische Ereignisse und Referenzüberlagerungen (die über Bilddaten angezeigt werden können), und weitere Vorlagen sind geplant. Auch wenn Sie nicht planen, die Vorlagen zu verwenden, kann das Herunterladen einiger Vorlagen und das Durchgehen der Struktur des Karteninhaltsverzeichnisses und Datasets dabei helfen, dass Sie erlernen, wie eine Karte mit mehreren Maßstäben erstellt wird.

In den restlichen Abschnitten dieses Hilfethemas werden Entwurfsrichtlinien für gecachte Karten erläutert, die Sie in den Vorlagen in Anwendung sehen können. Wenn Sie eine Karte entwerfen, die ArcGIS Online-Services, Bing Maps-Services oder Google Maps-Services in einer Webanwendung überlagert, sollten Sie auch Entwerfen einer Karte, um ArcGIS Online, Google Maps oder Bing Maps zu überlagern lesen.

Auswählen von Maßstäben und Festlegen von Maßstabsabhängigkeiten

Sie können sicherstellen, dass die Karte gut entworfen wurde, indem Sie Maßstabsabhängigkeiten auf Beschriftungen und Features anwenden. Sehen Sie sich die gecachten Bildbeispiel unten an. Achten Sie beim Zoom in die Karte darauf, wie sich die Wörter und Symbole ändern, um weitere Informationen zu vermitteln. Straßenlinien werden dicker, und Orte werden durch Polygone anstatt durch Punkte dargestellt. Auf ähnliche Weise wechselt die Karte zu ausführlicheren Datasets, da die verwendeten Datasets beim Zoomen zu grob dargestellt werden, sodass sie bei näheren Zoomfaktoren nicht mehr hilfreich sind. Straßen und ihre Beschriftungen werden nur beim größten Maßstab angezeigt, da sie andernfalls die Karte unübersichtlich machen würden. Über diese maßstabsabhängigen Änderungen können in der Karte mehr Informationen in strukturierter Weise vermittelt werden.

Features oder Beschriftungen in der Karte können so konfiguriert werden, dass sie nur bei bestimmten Maßstäben sichtbar sind oder in Abhängigkeit vom Maßstab unterschiedlich dargestellt werden. Die Maßstabsabhängigkeiten, die Sie für die Karten-Layer festgelegt haben, und die Maßstabsebenen, die Sie für das Kachelschema ausgewählt haben, sollten sorgfältig koordiniert werden. Alle Features, auf die Sie eine Maßstabsabhängigkeit anwenden, sind unbrauchbar, außer das Kachelschema umfasst eine Maßstabsebene, bei der sie sichtbar sind.

Wenn Sie zum Beispiel bestimmte Maßstabsbereichen verwendet haben, um bestimmte Features darzustellen, wenn der Benutzer auf einen Maßstab von 1:2.000 vergrößert, darf der größte Maßstab des Caches nicht 1:2.500 betragen, da der Benutzer sonst keine Features sieht. Durch Hinzufügen eines Maßstabs von 1:1.250 zum Kachelschema könnte sichergestellt werden, dass Benutzer die Features sehen können. Wenn Sie den zusätzlichen Maßstab nicht hinzufügen möchten, können Sie den Maßstabsbereich so ändern, dass die Features angezeigt werden, wenn auf einen Maßstab über 1:3.000 vergrößert wird.

Wenn Sie eine Karten cachen müssen, die Sie nicht ändern können, können Sie das Kachelschema so entwerfen, dass die Eigenschaften der Karte genutzt werden. Öffnen Sie die Karte, wenn möglich, in ArcMap, und sehen Sie sich die Layer-Eigenschaften an, um zu ermitteln, ob maßstabsabhängige Layer vorhanden sind, und bei welchen Maßstäben diese aktiviert bzw. deaktiviert werden. Wenn ein Layer eine Maßstabsabhängigkeit aufweist, überlegen Sie, ob Sie eine Maßstabsebene in das Kachelschema einschließen, bei dem der Layer sichtbar ist. Wenn ein Layer beispielsweise so festgelegt wurde, dass er bei einem Maßstab zwischen 1:150.000 und 1:250.000 sichtbar ist, können Sie 1:200.000 als Maßstab in das Kachelschema einschließen, um sicherzustellen, dass der Layer im Cache angezeigt wird.

Auswählen eines Koordinatensystems

Der Datenrahmen, den Sie cachen, kann ein beliebiges Koordinatensystem verwenden. Wenn Sie jedoch den Cache mit einem anderen Cache überlagern, sollten Sie dasselbe Koordinatensystem für beide verwenden. Dies gilt auch, wenn Sie den Cache mit Kacheln aus einem Online-Service für die Kartenerstellung überlagern. ArcGIS Online-Services, Google Maps und Microsoft Bing Maps verwenden das projizierte Koordinatensystem WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere).

Ältere VersionenÄltere Versionen:

Vor ArcGIS 10 verwendeten ArcGIS Online-Services das geographische Koordinatensystem WGS 1984. Diese Services werden in Kürze auslaufen, und alle neuen Caches, die Sie erstellen, um ArcGIS Online-Services zu überlagern, sollten WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere) verwenden.

Planen der Layer-Sichtbarkeit

Standardmäßig erstellen die Caching-Werkzeuge einen Fused-Cache der Karte. Dies bedeutet, dass alle Layer in der Karte in einem Bild gecacht werden. Infolgedessen können Layer in einem Fused-Cache nicht aktiviert oder deaktiviert werden.

Fused-Caches sind der Standard, da sie schnell sind. Der Server kann ein Bild schneller abrufen als mehrere Bilder. Eine Alternative zum Erstellen eines Fused-Caches besteht darin, einen Multilayer-Cache zu verwenden. In diesem Cachetyp können Sie Gruppen von Layern in der Karte auswählen, die zusammen gecacht werden. Dies bedeutet jedoch, dass Clients, wenn diese den Cache verwenden, warten müssen, bis der Server mehrere Bilder abgerufen, überlagert und Beschriftungen darauf gezeichnet hat. Ein Multilayer-Cache bringt keine wesentlichen Performance-Vorteile, außer Sie verwenden ArcMap als Client.

Wie können Sie also die Möglichkeit des Aktivierens und Deaktivierens bei der Verwendung von Fused-Caches beibehalten? Im Allgemeinen kann von Clients die Anzahl n von Fused-Caches schneller überlagert werden als n Layer in einem Multilayer-Cache. Eine Lösung besteht daher darin, eine verwandte Gruppe von Layern in der Karte zu gruppieren und dann die einzelnen Gruppen in ein eigenes Kartendokument einzufügen. Veröffentlichen Sie einen Karten-Service, und erstellen Sie aus jedem Kartendokument einen Fused-Cache.

Angenommen, Sie haben ein Kartendokument mit den folgenden Layern: Banken, Restaurants, Museen, Bibliotheken, Einkaufszentren, Flurstücke, Straßen, Flüsse, Landkreisgrenzen, Seen, Parks und Höhe.

Wenn Sie das Dokument nur mithilfe von ArcMap anzeigen, können Sie diese Layer nach Belieben aktivieren und deaktivieren. Wenn Sie diese Karte jedoch mit Karten-Caches im Internet veröffentlichen, möchten Sie vielleicht einige der Layer kombinieren. Wenn Sie sich die Layer-Liste ansehen, könnten Sie die folgenden drei logischen Gruppierungen vornehmen, aus denen Sie separate Kartendokumente erstellen können:

Kartendokument 1 (Orte von Interesse)

  • Banken
  • Restaurants
  • Museen
  • Bibliotheken
  • Einkaufszentren

Kartendokument 2 (Kulturelle Landschaft)

  • Flurstücke
  • Straßen
  • Parkanlagen
  • Landkreisgrenzen

Kartendokument 3 (physische Features)

  • Flüsse
  • Seen
  • Höhe

Sie können für jedes Kartendokument einen Karten-Service mit einem Fused-Cache erstellen. Verwenden Sie für jeden Cache unbedingt dasselbe Kachelschema. Dann können Sie die drei Karten-Services überlagern.

Wenn Sie der Meinung sind, dass neben der kulturellen Landschaft keine physischen Features angezeigt werden müssen, können Sie die Kartendokumente 2 und 3 problemlos in einem Kartendokument kombinieren und dadurch die Performance weiter verbessern.

Schätzen der Cache-Erstellungszeit

Wenn Sie einen Cache für einen Karten-Service erstellen, muss ArcGIS Server Kartenbilder darstellen, die die volle Ausdehnung der Fläche abdecken, die Sie für den Cache auf jeder angegebenen Maßstabsebene festgelegt haben. Im Fall eines Multilayer-Caches muss dieser Prozess für jeden Layer wiederholt werden. Außerdem muss die für den Cache erforderliche Datei- und Ordnerstruktur erstellt werden.

Die zum Erstellen des Caches erforderliche Zeit ist auch von den ausgewählten Maßstabsebenen, der Menge an Serverressourcen, die Sie der Cache-Erstellung gewidmet haben, sowie der Informationsdichte in der Karte abhängig. Selbst mit einem leistungsstarken Server kann das Erstellen eines großen Caches manchmal Tage oder Wochen dauern. In vielen Fällen überwiegt der aus der Verwendung des Caches erlangte Performance-Vorteil immer noch die lange Zeitdauer für die Erstellung des Caches.

Hinweis: Die Erstellung des Caches kann zwar eine lange Zeit in Anspruch nehmen, Sie müssen sich aber keine Sorgen darüber machen, dass bei dem Service eine Zeitüberschreitung auftritt. Die Caching-Werkzeuge stellen die maximale zulässige Verwendungszeit des Services vor dem Erstellen des Caches automatisch auf einen sehr hohen Wert ein. Wenn das Erstellen des Caches abgeschlossen ist, wird die maximale Verwendungszeit von den Caching-Werkzeugen wieder auf den ursprünglichen Wert zurückgesetzt.

Auswahl des Cache-Typs

Die Cache-Erstellung wird schneller abgeschlossen, wenn Sie den Fused-Cache-Typ verwenden, der alle Layer zusammen in einem Bild cacht. Wenn Sie einen Multilayer-Cache erstellen, wird vom Server ein separater Satz gecachter Bilder für jeden Layer erstellt. Dies bedeutet, dass jeder Layer über die Ausdehnung des Caches auf allen Maßstabsebenen gerendert werden muss. Je mehr Layer Sie zugewiesen haben, desto länger dauert das Erstellen des Caches.

Auswahl von Maßstabsebenen

Bedenken Sie bei der Auswahl der Maßstabsebenen für den Cache, dass mehr Kacheln zur Abdeckung der Kartenausdehnung erforderlich sind und die Erstellung des Caches länger dauert, je weiter Sie die Karte vergrößern. Jedes Mal, wenn Sie den Nenner des Maßstabes halbieren, sind viermal so viele Kacheln zur Abdeckung einer quadratischen Fläche der Karte erforderlich. Eine quadratische Karte bei einem Maßstab von 1:500 enthält beispielsweise viermal so viele Kacheln wie eine Karte bei einem Maßstab von 1:1.000, und eine quadratische Karte bei einem Maßstab von 1:250 enthält 16 Mal mehr Kacheln als eine Karte bei einem Maßstab von 1:1.000.

Um einen Eindruck davon zu bekommen, wie schnell die Anzahl von Kacheln im Cache anwachsen kann, öffnen Sie Ihre Karte in ArcMap. Verkleinern Sie die Ansicht, sodass Sie einen Kartenbereich in einer Größe von 256 Pixel mal 256 Pixel anzeigen. (Dieser Bereich hängt von den Anzeigeeinstellungen ab. Er wird an der Seite etwa 2,5 bis 3,25 Zoll [6,35 bis 8,26 cm] messen). Bei diesem Maßstab und Standardeinstellungen wäre eine Cache-Kachel erforderlich, um den Bereich abzudecken. Halbieren Sie jetzt den Nenner des aktuellen Maßstabs. (Wenn Sie beispielsweise die Karte ursprünglich im Maßstab 1:40.000 angezeigt haben, verkleinern Sie die Ansicht jetzt auf 1:20.000.) Bei diesem Maßstab wären etwa vier Kacheln erforderlich, um denselben Bereich abzudecken. Halbieren Sie den Nenner erneut, und für die Abdeckung des Bereichs wären 16 Kacheln erforderlich. Die unten stehende Tabelle zeigt, wie sich bei jeder Halbierung des Nenners die Anzahl von Kacheln erhöht, die zum Abdecken des ursprünglichen quadratischen Bereichs erforderlich wäre. Der erste Maßstab von 1:32.000.000 kann in einer Kachel von 256 mal 256 Pixel einen Bereich abdecken, der etwa die Größe der westlichen USA hat.

1. Ebene

1:32.000.000

1 Kachel

2. Ebene

1:16.000.000

4 Kacheln

3. Ebene

1:8.000.000

16 Kacheln

4. Ebene

1:4.000.000

64 Kacheln

5. Ebene

1:2.000.000

256 Kacheln

6. Ebene

1:1.000.000

1.024 Kacheln

7. Ebene

1:500.000

4.096 Kacheln

8. Ebene

1:250.000

16.384 Kacheln

9. Ebene

1:125.000

65.536 Kacheln

10. Ebene

1:62,500

262.144 Kacheln

11. Ebene

1:31,250

1.048.576 Kacheln

Serverressourcen

Je mehr Service-Instanzen Sie für die Arbeit im Cache verwenden, desto schneller wird er generiert. Generell kann jede CPU, die Sie für das Caching verwenden, etwa drei Instanzen verarbeiten. Manche CPUs können möglicherweise mehr Instanzen verarbeiten. Unter Zuordnung von Serverressourcen zum Erstellen eines Karten-Caches finden Sie Richtlinien dazu, wie viele Instanzen für das Caching verwendet werden sollten.

Informationsdichte in der Karte

Die Cachegröße und die Zeit, die zum Erstellen des Caches benötigt wird, werden von der Informationsdichte in der Karte beeinflusst. Durch Kartenflächen mit vielen sich ändernden Farben und Mustern werden größere Cache-Kacheln als durch mehr homogenere Flächen generiert. Karten mit hochauflösenden Raster-Bildern führen z. B. mit großer Wahrscheinlichkeit zu größeren Kachelgrößen, und zwar nicht wegen der ursprünglichen Bildgröße auf dem Datenträger, sondern aufgrund der Farb- und Mustervariation zwischen den Bildpixeln.

Auf ähnliche Weise benötigen Karten mit vielen Layern, deren Rendering in ArcMap verhältnismäßig lange dauert, in der Regel mehr Zeit für das Erstellen eines Caches. Das liegt daran, dass der Server immer wieder die entsprechenden Layer der Karte rendern muss, während die Kacheln für die einzelnen Maßstabsebenen erstellt werden.

Drawing-Engine für Karten-Service

Ab Version 9.3.1 umfasst ArcGIS Server eine verbesserte Drawing-Engine, die Karten-Service-Definitionsdateien (MSD-Dateien) verwendet. Wenn Sie die Karte mithilfe der Werkzeugleiste "Karten-Service-Publishing" in ArcMap veröffentlichen, wird eine MSD-Datei erstellt, und die schnelle Drawing-Engine wird verwendet. Wenn Sie die Karte auf die herkömmliche Art und Weise mit einer Kartendokumentdatei (MXD-Datei) als Quelle, wird die schnellere Drawing-Engine nicht verwendet.

Mit MSD-basierten Services können Kacheln schneller als mit MXD-basierten Services erstellt werden. Der Zeitunterschied ist von den verwendeten Symbolen sowie von der Größe und den Maßstab der Karte abhängig.

Überwachen des Status des Caches

Das Werkzeug "Cache-Kacheln für Kartenserver verwalten" enthält eine Statusanzeige, die Ihnen einen Anhaltspunkt dafür gibt, wie viel Prozent des Caches abgeschlossen sind. Sie können den Status eines Caches auch anzeigen, indem Sie Windows Explorer öffnen und darauf achten, wie viele Dateien und Ordner im Cache-Verzeichnis erstellt wurden. Bedenken Sie, dass das Zeichnen der größten Maßstäbe des Caches am längsten dauert. Der letzte Layer allein könnte möglicherweise länger dauern als alle anderen Layer zusammen, je nachdem, welche Maßstäbe für den Cache ausgewählt wurden.

Vorbereiten der Hardware

Caches können in jedem Computer auf der GIS- oder Webserverebene oder auf separatem SAN-Geräten (Storage Area Network) oder NAS-Geräten (Network Attached Storage) gespeichert werden. Wenn Ressourcen verfügbar sind, können Sie einen oder mehrere Computer in der Bereitstellung nur für das Erstellen und Speichern von Caches verwenden.

Standardmäßig beträgt der minimale Speicherplatz, in dem eine Datei (Cluster-Größe) von Windows gespeichert werden kann, 4 Kilobyte. Wenn der Cache viele Kacheln enthält, die kleiner als 4 KB sind, werden Sie feststellen, dass die Größe, die der Cache auf dem Datenträger belegt, viel größer als die tatsächliche Größe der Dateien ist. Sie können diesen verschwendeten Speicherplatz mithilfe des kompakten Cache-Speicherformats minimieren, das in ArcGIS Server 10 eingeführt wurde, oder die Kacheln auf einem Datenträger oder einer Partition speichern, der bzw. die mit einer kleineren Cluster-Größe, z. B. 1 KB oder 512 Bytes, formatiert wurde.

Die beste Möglichkeit herauszufinden, ob viele Kacheln kleiner als die Cluster-Größe sind, besteht darin, einen Test-Cache einer repräsentativen Fläche in der Karte zu erstellen und die resultierenden Kachelgrößen zu überprüfen. Cachetypen mit kleinen Dateigrößen können daher am besten mit kleineren Cluster-Größen gespeichert werden, einschließlich:

Die oben erwähnten Punkte zu kleinen Dateigrößen gelten nur für das Speicherformat Erweitert. Im Gegensatz dazu wurde das Speicherformat Kompakt entworfen, um durch Speichern der Kacheln in einem zusammenhängenden indizierten Datenstrom die Verschwendung von Speicherplatz zu reduzieren. Weitere Informationen finden Sie unter Verfügbare Karten-Cache-Eigenschaften.


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3/6/2012