紧凑型缓存技术小结

Tiling Scheme

每个缓存服务的切片目录中都会包含一个 Conf.xml，也是就是tile scheme 文件了。

这个文件包含了很多有关切片设置的信息：

• Spatial reference information
• Tile origin
• Tile width/height
• DPI
• LODs (Levels of detail - scales)
• Tile Image format
• Compression quality
• Antialiasing settings
• Storage method

Version Issue

紧凑型缓存的存储格式为**.bundle** 。但有时我们会看到缓存目录中包含**.bundlx** 这样的文件，这说明这些缓存是ArcGIS 10.2.2 或以下版本创建的。从 ArcGIS 10.3 开始，紧凑型缓存做了些改进， .bundlx（tile index information） 文件被包含到了 .bundle 文件中 ，从而进一步降低了文件的数量。

你可以在缓存服务的tiling scheme “Conf.xml” 中查看确认：

10.3 or later (Compact cache V1)

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<CacheStorageInfo xsi:type='typens:CacheStorageInfo'>
	<StorageFormat>esriMapCacheStorageModeCompact</StorageFormat>
	<PacketSize>128</PacketSize>
</CacheStorageInfo>

10.2.2 or former (Compact cache V2)

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   <CacheStorageInfo xsi:type='typens:CacheStorageInfo'>
	<StorageFormat>esriMapCacheStorageModeCompactV2</StorageFormat>
	<PacketSize>128</PacketSize>
</CacheStorageInfo>

• 10.3 及之后版本的 ArcGIS Server 仍然可以使用低版本的生产的切片来运行现有服务。如果我们需要将低版本的缓存拷贝过来给高版本的服务用，要注意这个<StorageFormat>参数的一致性。
• ArcToolbox工具 Upgrade Map Server Cache Storage Format 来升级缓存。升级的过程中不会重新创建切片，而是重组原有的切片。这个工具在ArcGIS Pro 中没有提供。目前，我们还只能使用ArcMap或者使用ArcGIS Server 带有的arcpy包，通过Python来调用。
• 不支持将高版本的切片供低版本软件使用。如果希望降级，可以使用 Export Map Server Cache 工具导出紧凑型切片。

Tile Format

Tile Format 是指存储切片使用了何种栅格格式，而不是切片文件的本身存储格式 / Storage Format ( Exploded / Compact )。

• PNG

  ArcGIS 10.1开始引入的类型。选择这种类型，Server会自行确认每张切片的PNG位深，从而达到缩减磁盘占用的目的。在我们不确定使用何种PNG格式时，保持这个默认设置就不错。

  如果磁盘空间不在考虑范围下，而希望优先考虑切片速度，那最好选择MIXED格式了。

• PNG8

  位深为8位的PNG图片格式；可以最多存储256色，支持布尔透明，磁盘空间占用小，并且无损。适合于颜色相对简单，并且需要透明背景的地图，例如公路数据切图。

• PNG24

  位深为24的PNG图片格式；可以最多支持约1600万色。当地图的色彩复杂程度超过256时，你就该考虑使用这个格式。但是，PNG24不支持透明，另外不建议在IE6及以前版本浏览器中使用。

• PNG32

  在PNG24的基础上增加了Alpha通道，因而增加了各种程度半透明的支持。当地图色彩复杂，并开启了抗锯齿功能，PNG32就是最佳选择了，并且PNG32在各个版本的浏览器中支持良好。

• JPEG

  当切片中不需要透明背景时，JPEG是最常用的切片格式，并且JPEG可以hold住大量的复杂色彩。例如，包含影像、符号化精细程度高的矢量地图都可以使用这个格式。

  JPEG是种有损压缩格式，可以在1%-100%间设置压缩比率，默认值75%一般是显示质量和磁盘空间的最佳平衡。如果觉得噪点过多质量不够，可以调高这个百分比，但你需要在响应性能和图片质量之间做好博弈。

• MIXED

  顾名思义，混合格式，在切片不透明区域使用JPEG，在透明区域使用PNG32。这是种非常智能的搭配方案，降低硬盘占用的同时，很好的解决了例如在切片边缘需要的透明需求。

• LERC

  LERC是Esri自主研发的开源的有损压缩格式，点这里有更多信息。推荐用于位深较大的单波段影像或高程数据服务中，如浮点型，32-bit、16-bit、12-bit的数据。 官方声称，LERC压缩方法在压缩速度和压缩质量方面分别是LZ77的5-10倍。当LERC用于整型栅格数据时，损失率在0.99或更低，几乎可以视为无损压缩。

  LERC压缩方式目前只支持Image Service ，而不支持 Map Service。

Performance Suggestion

紧凑型切片比松散型切片有诸多有点，详见文末的官方文档。但不是说选了紧凑型切片性能就没有继续改善的余地了，下面的这些点也是提升切片性能的一些有效建议：

• 地图数据尽可能使用本地数据，共享目录的数据切片时间可能会更长些；
• 尽可能的避免使用动态投影；
• 设置图层的可见比例尺；
• 谨慎设置反锯齿的级别，标注的反锯齿对切片性能影响甚微，但要素符号的反锯齿会显著增长切片的时长；
• 建议切片期间关闭防病毒等安全软件；
• 尽可能地使用MIXED格式
• 在切片之前为所有数据创建空间索引
• CachingTools服务的最大实例数 = 核数 + 1，这是官方给出的最佳实践建议
• 降低日志的级别，如果在大量切图任务中把Server日志开到Debug或Verbose级别，会产生极大的资源浪费。

Tile|SuperTile|Bundle

这三者的关系早在多年前就有大牛们探索发现过，见本文末的相关文章，文中有逻辑缜密且经得起时间检验的详细演绎过程……

简言之，他们的关系是个简单的数学关系，如下：

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如果：
    Tile = 256 × 256 pixel             # 256×256 是ArcGIS Server默认的切片大小
    Supertile = 4096 × 4096 pixel      # 未开抗锯齿情况下是 4096×4096
那么：
	Supertile = 16 × 16 Tile           
已知：
	Bundle = 128 × 128 Tile            
因此：
	Bundle 范围是 N-3 级的 Supertile 的范围

看图说话：

官方文档：

• 了解紧凑型缓存存储格式

相关文章：

• 菩提老王的葡萄架子：ArcGIS Server 10中的切图/缓存机制深入
• 牛魔王的作坊：ArcGIS 切片缓存紧凑文件格式分析与使用
• ArcGIS产品与技术专栏：Esri中国ArcGIS for Server 10.3.X 新型紧凑型缓存的解读和应用

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