ชุมชนนักพัฒนาเผยข้อมูลเชิงลึกสำคัญในการสร้าง Vector Tiles ตั้งแต่เริ่มต้น

Vector tiles ได้กลายเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับแอปพลิเคชันแผนที่เว็บสมัยใหม่ แต่การทำความเข้าใจการทำงานภายในอาจเป็นเรื่องท้าทายสำหรับนักพัฒนา การอพสารในชุมชนนักพัฒนาเมื่อเร็วๆ นี้ได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับแนวทางปฏิบัติและข้อผิดพลาดที่พบบ่อยเมื่อสร้างระบบ vector tile ตั้งแต่เริ่มต้น โดยเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าซึ่งสามารถช่วยประหยัดเวลาและความพยายามของนักพัฒนาได้อย่างมาก

ทำความเข้าใจความแม่นยำของ Vector Tile เทียบกับขนาดการแสดงผล

หนึ่งในแง่มุมที่สร้างความสับสนมากที่สุดสำหรับนักพัฒนาที่ทำงานกับ vector tiles คือความสัมพันธ์ระหว่างความแม่นยำของ tile และขนาดการแสดงผล การอภิปรายในชุมชนเผยให้เห็นว่านักพัฒนาหลายคนเข้าใจผิดระหว่างการวัดที่สำคัญสองอย่าง คือ 4096 หน่วยของความแม่นยำภายใน vector tiles และขนาดการแสดงผล 512 พิกเซล หน่วยความแม่นยำกำหนดว่าพิกัดจะถูกเก็บไว้อย่างแม่นยำเพียงใดภายในแต่ละ tile โดยมีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 4095 ในขณะที่ขนาด 512 พิกเซลหมายถึงพื้นที่หน้าจอที่ tile จะครอบครองเมื่อแสดงผล

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้งานฟังก์ชันการซูม Vector tiles มักจะถูกสร้างขึ้นในระดับความลึกเฉพาะ เช่น ระดับซูม 13 แต่ต้องแสดงผลอย่างชัดเจนในระดับซูมที่สูงกว่า เช่น 17 ความแม่นยำระดับ sub-pixel ที่ระบบ 4096 หน่วยให้มาทำให้ tiles สามารถขยายได้อย่างราบรื่นในพื้นที่ที่ใหญ่ขึ้นเมื่อผู้ใช้ซูมเข้า โดยยังคงคุณภาพการมองเห็นโดยไม่ต้องสร้าง tile ใหม่

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของ Vector Tile :

• หน่วยความแม่นยำ: 4096 ค่าแยกจากกัน (0-4095) ภายในแต่ละ tile
• ขนาดการแสดงผล: โดยทั่วไป 512 พิกเซลสำหรับการแสดงผลบนหน้าจอ
• ความลึกของการซูม: การสร้างทั่วไปที่ระดับ 13 แสดงผลผ่านระดับ 17
• ประสิทธิภาพการจัดเก็บ: PMTiles สามารถลดการจัดเก็บได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับ MVT
• ช่วงพิกัด: ประมาณ 0.00000005 หน่วยสำหรับค่าช่วงเดียว

เครื่องมือและไลบรารีที่ใช้งานได้จริงสำหรับการสร้าง Vector Tile

ชุมชนนักพัฒนาแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้เครื่องมือที่มีอยู่แล้วแทนการสร้างทุกอย่างตั้งแต่เริ่มต้น สำหรับข้อมูลแบบคงที่ที่อยู่ในรูปแบบ GeoJSON แล้ว Tippecanoe กลายเป็นโซลูชันที่ได้รับการยอมรับสำหรับการสร้าง tileset ในรูปแบบ MBTiles หรือ PMTiles สำหรับแอปพลิเคชันที่มีความเป็นพลวัตมากขึ้น PostGIS ST_AsMVT extension เสนอความสามารถในการสร้าง tile แบบเรียลไทม์ ทำให้นักพัฒนาสามารถสอบถามฐานข้อมูลและสร้าง tiles ทันที

Vector tiles มีความซับซ้อนมาก ผมใช้เวลานานมากในการทำความเข้าใจ และยังรู้สึกไม่มั่นใจในรายละเอียดบางส่วน

PMTiles ได้รับความสนใจเนื่องจากประสิทธิภาพการจัดเก็บ โดยนักพัฒนาบางคนรายงานการลดการใช้พื้นที่จัดเก็บได้ถึง 60% เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบ MVT แบบดั้งเดิม การปรับปรุงนี้มาพร้อมกับเวลาในการสร้างที่นานขึ้น แต่สามารถเปิดใช้งานระดับซูมเพิ่มเติมบนเซิร์ฟเวอร์ที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่จัดเก็บ ทำให้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับโปรเจกต์ระดับโลก

เครื่องมือพัฒนาที่แนะนำ:

• Tippecanoe: การแปลง GeoJSON แบบคงที่เป็น tileset ( MBTiles / PMTiles )
• PostGIS ST_AsMVT: การสร้าง tile แบบเรียลไทม์จากการ query ฐานข้อมูล
• Geoserver: การจัดการข้อมูลหลายชั้นพร้อมระบบ caching ในตัว
• PMTiles: รูปแบบที่มีประสิทธิภาพในการจัดเก็บสำหรับเว็บเซิร์ฟเวอร์แบบคงที่
• เครื่องมือตรวจสอบ vector tile: ยูทิลิตี้แบบกำหนดเองสำหรับการ debug เนื้อหาใน tile

การตรวจสอบประสิทธิภาพนี้เน้นย้ำถึงตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการสร้าง vector tile

การพิจารณาประสิทธิภาพและการประยุกต์ใช้ในโลกจริง

การอภิปรายเน้นกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพหลายอย่างที่นักพัฒนาที่มีประสบการณ์ค้นพบผ่านการใช้งานจริง สำหรับโปรเจกต์ที่มีความต้องการข้อมูลปานกลาง การเก็บ tiles ไว้ในหน่วยความจำสามารถขจัดความจำเป็นในการใช้โซลูชันการจัดเก็บที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันขนาดใหญ่ได้รับประโยชน์อย่างมากจาก tile cache ที่สร้างไว้ล่วงหน้าและโครงสร้างพื้นฐานการให้บริการเฉพาะทาง

Geoserver ถูกกล่าวถึงว่าเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการจัดการ data layer หลายชั้น โดยเสนอความสามารถในการสร้างและแคช tile ในตัว แนวทางนี้สามารถมีประโยชน์เป็นพิเศษสำหรับนักพัฒนาที่ต้องการมุ่งเน้นไปที่ logic ของแอปพลิเคชันมากกว่าการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน tile

ความท้าทายในการพัฒนาและโซลูชันจากชุมชน

การอภิปรายในชุมชนเผยให้เห็นว่าการพัฒนา vector tile มักต้องการเครื่องมือที่กำหนดเองสำหรับการ debug และตรวจสอบ การใช้งาน vector tile มาตรฐานไม่ได้ให้เครื่องมือที่เพียงพอสำหรับนักพัฒนาในการทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นภายใน tiles ของพวกเขา ส่งผลให้เกิดการสร้างเครื่องมือตรวจสอบและยูทิลิตี้เฉพาะทาง

การสนทนายังกล่าวถึงข้อจำกัดของไลบรารีแผนที่ยอดนิยม โดยสังเกตว่าเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายบางตัวไม่รองรับ GeoJSON vector tiles ซึ่งสามารถทำให้กระบวนการพัฒนาและ debug ง่ายขึ้น ข้อจำกัดนี้บังคับให้นักพัฒนาต้องทำงานกับรูปแบบไบนารีที่ซับซ้อนมากขึ้น แม้ในช่วงการพัฒนาที่แนวทางที่ง่ายกว่าอาจเหมาะสมกว่า

ข้อมูลเชิงลึกที่ชุมชนนักพัฒนาแบ่งปันแสดงให้เห็นว่าแม้ว่า vector tiles จะเสนอความสามารถที่ทรงพลังสำหรับแอปพลิเคชันแผนที่เว็บ การใช้งานที่ประสบความสำเร็จต้องการความเข้าใจทั้งข้อกำหนดทางเทคนิคและการพิจารณาเชิงปฏิบัติที่เกิดขึ้นระหว่างโปรเจกต์พัฒนาในโลกจริง

อ้างอิง: Building Vector Tiles from scratch