随着地图服务网络化的不断发展,矢量瓦片地图凭借丰富的色彩表现力,强大的交互能力与高效的数据传输等优点,一跃成为主流的电子地图解决方案,广泛应用于国土、交通、水利等多个领域。然而当要素分布不均或地图缩放层级较低时,矢量瓦片包含的要素量将大幅度增加,浏览器单次加载的要素量甚至达到百万级别。如此大规模的要素量,极大影响了地图渲染效率与样式可视化效果。制图综合可以有效降低要素数量,然而已有的制图综合方法难以基于数据全局特征,实现自动化以及未从矢量瓦片角度进行考虑。同时,地图样式可视化过程较为繁琐,出错率高,且基于动态属性的瓦片实时渲染优化研究较少。针对上述问题,本文从瓦片构建与地图可视化等方面展开研究,对大规模要素下矢量瓦片的可视化方法进行优化。具体研究内容如下:(1)基于矢量数据组织与矢量瓦片模型概念,结合瓦片构建方法及其渲染原理,提出大规模要素下矢量瓦片从构建到可视化的一体化方案。在瓦片构建方面,研究面向高效渲染的自动综合及其可插拔的算法机制、瓦片与默认样式的生成等关键技术,为后续可视化服务奠定基础;在可视化方面,设计基于静态属性的矢量瓦片样式可视化方案,解决样式编写效率低且无法实时预览的问题。制定基于动态属性的矢量瓦片渲染策略,提高地图样式随属性变更的实时渲染效率。(2)发展了面向大规模要素渲染的点、线、面自动综合方法。针对点要素提出基于规则格网的点要素聚集策略以及自适应格网下的点要素选取策略,解决矢量瓦片下点要素渲染时的符号重叠问题;针对线、面要素提出基于几何特征的重要度指数(index of feature importance,IFI)概念,作为要素删减时的排序依据,随后定义地图相似度以及制图综合效果指数,实现基于数据全局特征的自动综合,在保留地图主要信息的同时,有效提高渲染的效率。以OSM下中国范围的交通灯、道路、土地利用图层为数据,设计自动综合前后单瓦片的性能与效果对比实验。实验结果表明,在保留地图主要信息的同时,点要素渲染结果表现的更加简洁与美观,线要素渲染速度达到了原来的2～3倍,面要素则为4～5倍。(3)设计并构建面向大规模要素的矢量瓦片可视化原型系统。利用分布式存储计算、多源矢量数据组织、高效地图可视化引擎等多种开发技术,实现了矢量瓦片的分布式构建以及高效可视化,形成大规模矢量数据从抽取到管理再到应用展示的整体交互逻辑,验证了本文提出的可视化优化方法在实际应用中具有可行性和有效性。