CN102903148A

CN102903148A - 一种栅格数据渲染方法和装置

Info

Publication number: CN102903148A
Application number: CN2012102958868A
Authority: CN
Inventors: 孙成宝; 郑国柱
Original assignee: Beijing Datum Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Datum Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: CN102903148B

Abstract

本发明提供了一种栅格数据渲染方法和装置，其中，所述方法包括：预置栅格数据对应的波段数据文件；其中，所述栅格数据包括M×N个象素单元，所述M为行，N为列；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息；针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息；采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。本发明能够用来减少GIS系统中栅格数据的显示时间，提高栅格数据渲染效率。

Description

一种栅格数据渲染方法和装置

技术领域

本申请涉及空间数据处理的技术领域，特别是涉及一种栅格数据渲染方法和装置。

背景技术

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种具有采集空间数据并存储、管理、分析与表现空间信息的计算机系统。

在GIS系统应用中，栅格数据有着广泛的应用。栅格数据是按网格单元的行与列排列、具有不同属性值的阵列数据。栅格结构是大小相等分布均匀、紧密相连的像元（网格单元）阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，也是GIS系统应用中最简单、最常用的、最直观的空间数据结构。渲染是指通过某种方法将栅格数据映射为图形数据进行展示，通常采用RGB色彩模式中的颜色值。RGB色彩模式是使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0~255范围内的强度值。RGB图像可以使用三种颜色，按照这三种颜色不同的比例混合，在屏幕上重现超过上百万种颜色。

在现在的GIS系统中，渲染的方法有许多种，普遍的栅格数据渲染方法是：读取栅格数据，然后对栅格数据的每个象素单元按预置的方案，实时的计算出最终的显示颜色值。但是，需要显示的栅格数据一般都由海量的象素单元所组成，并且计算得到最终的象素显示颜色值是非常复杂的，这些都会严重影响栅格数据显示的效率。

因此，本领域技术人员迫切需要解决的问题是：现有GIS系统中，如何减少栅格数据显示的时间，提高栅格数据的渲染效率。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种栅格数据渲染方法和装置，能够用以减少GIS系统中栅格数据的显示时间，提高栅格数据渲染效率。

为了解决上述问题，本申请公开了一种栅格数据渲染方法，包括：

预置栅格数据对应的波段数据文件；其中，所述栅格数据包括M×N个象素单元，所述M为行，N为列；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息；

针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息；

采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。

优选地，所述预置栅格数据对应的波段数据文件的步骤包括：

根据栅格数据的M×N个象素单元生成对应的波段数据文件中的M×N个象素单元；

从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息；

在所述波段数据文件中，针对各个象素单元分配对应的颜色值信息。

根据栅格数据生成对应的波段数据文件；

从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息，并记录至所述波段数据文件中；

在所述波段数据文件中，根据各颜色值信息分别记录对应的象素单元的信息。

优选地，所述波段数据文件为多个，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同；所述针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息的步骤包括：

选择目标波段数据文件；

针对栅格数据中的各个象素单元，从所述目标波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

优选地，所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息为RGB颜色值信息。

本申请还公开了一种栅格数据渲染装置，包括：

波段数据文件生成模块：用于预置栅格数据对应的波段数据文件；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息；

颜色值信息提取模块：用于针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息；

象素单元渲染模块：用于采用所述颜色值信息对应的颜色对所述象素单元进行渲染。

优选地，所述波段数据文件生成模块包括：

象素单元生成子模块：用于根据栅格数据的M×N个象素单元生成对应的波段数据文件中的M×N个象素单元；

颜色值信息获取子模块：用于从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息；

颜色值信息分配子模块：用于在所述波段数据文件中，针对各个象素单元分配对应的颜色值信息。

优选地，所述波段数据文件生成模块包括：

波段数据文件生成子模块：用于根据栅格数据生成对应的波段数据文件；

颜色值信息记录子模块：用于从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息，并记录至所述波段数据文件中；

象素单元信息记录子模块：用于在所述波段数据文件中，根据各颜色值信息分别记录对应的象素单元的信息。

优选地，所述波段数据文件为多个，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同；所述颜色值信息提取模块包括：

波段数据文件选择子模块：用于选择目标波段数据文件；

颜色值信息提取子模块：针对栅格数据中的各个象素单元，从所述目标波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

优选地，所述波段数据文件生成模块中，预置的所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息为RGB颜色值信息。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请在栅格数据渲染方法中，预先为栅格数据添加对应的波段数据文件，所述波段数据文件中包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息，当系统对栅格数据进行显示时，直接提取所述波段数据文件中的各象素单元的颜色值信息，进行渲染，显示出所述栅格数据。

本申请的栅格数据渲染方法在应用中对栅格数据的波段数量，数据类型以及渲染方案均不进行限制，而是对所述栅格数据在存储空间中预置其对应的波段数据文件，所述波段数据文件中包括了栅格数据进行渲染所需的各象素单元的颜色值信息，然后在系统对栅格数据进行显示时，直接提取所述波段数据文件中的各象素单元的颜色值信息，进行渲染。这与现有技术中在栅格数据进行显示时所采用的读取栅格数据，然后实时的计算出各象素单元的颜色值信息再进行渲染的渲染方法相比，减少了实时计算栅格数据中各象素单元的颜色值信息的步骤，从而减少了栅格数据显示的时间，大大提高了栅格数据渲染效率，增加了用户体验感受，具有实用的应用价值。

附图说明

图1是本申请一种栅格数据渲染方法实施例1的步骤流程图；

图2是栅格数据Raw.rd生成对应的波段数据文件Raw_band1.rd的结构示意图；

图3是本申请一种栅格数据渲染方法实施例2的步骤流程图；

图4是本申请应用实例中全国土壤栅格数据渲染的示意图；

图5是本申请一种栅格数据渲染装置实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请的核心思想之一在于，在栅格数据的渲染方法中，预先为栅格数据添加对应的波段数据文件，该波段数据文件中包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息，当系统对栅格数据进行展示时，直接提取所述波段数据文件中的各象素单元的颜色值信息，进行渲染，显示出所述栅格数据。

参照图1，示出了本申请一种栅格数据渲染方法实施例1的步骤流程图，具体可以包括以下步骤：

步骤101：预置栅格数据对应的波段数据文件；其中，所述栅格数据包括M×N个象素单元，所述M为行，N为列；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

在本申请的一种优选实施例中，所述步骤101可以包括以下子步骤：

子步骤S11：根据栅格数据的M×N个象素单元生成对应的波段数据文件中的M×N个象素单元。

具体的，假设栅格数据文件为Raw.rd，生成的栅格数据对应的波段数据文件为Raw_band1.rd，所述栅格数据包括M×N个象素单元，则根据栅格数据的M×N个象素单元生成的对应波段数据文件Raw_band1.rd中，也包括M×N个象素单元，即使得所述波段数据文件Raw_band1.rd中的象素单元与栅格数据文件Raw.rd中的象素单元相对应。

子步骤S12：从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

在实际应用中，栅格数据的渲染方案可以是多种多样的，根据所述栅格数据的渲染方案，可以计算出每个象素单元的颜色值信息，即获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

子步骤S13：在所述波段数据文件中，针对各个象素单元分配对应的颜色值信息。

如图2所示的描述全国土壤类型的栅格数据Raw.rd的示例，该栅格数据包括5000×5000个象素单元，其中每个象素单元中存储了69种土壤类型的代码，象素值1代表第1种土壤类型，象素值2代表第2种土壤类型，以此类推，象素值69代表第69种土壤类型。所述栅格数据的渲染方案可以为：象素值1对应的颜色值信息为RGB=（255，0，0），象素值2对应的颜色值信息为RGB=（255，255，0），…，象素值69对应的颜色值信息为RGB=（255，128，255）。在这种情况下，子步骤S11至子步骤S13可以为：根据栅格数据Raw.rd的5000×5000个象素单元生成对应的波段数据文件Raw_band1.rd中的5000×5000个象素单元；根据所述栅格数据的渲染方案，为栅格数据中的每一个象素单元计算出对应的RGB颜色值信息；然后将所述RGB颜色值信息写入波段数据文件中。如图2中右边的波段数据文件Raw_band1.rd中由于表格空间有限，其中，c8包括颜色值信息（128，0，0），c3包括颜色值信息（128，255，10），c5包括颜色值信息（128，50，0），c2包括颜色值信息（128，125，10），c4包括颜色值信息（128，150，0）等等。

在本申请的另一种优选实施例中，所述步骤101也可以包括以下子步骤：

子步骤S21：根据栅格数据生成对应的波段数据文件。

根据栅格数据生成对应的波段数据文件的具体实现方法有很多，在本优选实施例中采用与子步骤S11至子步骤S13不同的方式来存储新的波段数据文件中的数据。

子步骤S22：从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息，并记录至所述波段数据文件中。

在实际应用中，在生成所述波段数据文件之后，可以直接从所述栅格数据的渲染方案中获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息，所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息可以为RGB颜色值信息。例如，获取的颜色值信息为RGB=（255，0，0），RGB=（255，255，0），RGB=（255，128，255）等。然后将所获取的颜色值信息写入所述波段数据文件中。

子步骤S23：在所述波段数据文件中，根据各颜色值信息分别记录对应的象素单元的信息。

在本申请的一种实际应用实施例中，可以对应各颜色值信息将相应的象素单元的信息写入所述波段数据文件中。当对所述栅格数据进行渲染时，提取所述波段数据文件中的各颜色值信息以及对应的象素单元的信息。本实施例更适用于较小栅格数据的渲染，如256×256个象素单元的栅格数据，对于较小的栅格数据，由于其基于颜色值信息存储对应的象素单元信息，波段数据文件的内容更少，因此读取会更快，从而提高栅格数据的渲染效率。

步骤102：针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

在本申请的一种实际应用实施例中，当系统对所述栅格数据进行渲染时，针对栅格数据Raw.rd中的各个象素单元，直接提取波段数据文件Raw_band1.rd中对应象素单元的颜色值信息。如图2所述，例如，提取出Raw_band1.rd中c8的颜色值信息（128，0，0）。

步骤103：采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。

在本申请的一种实际应用实施例中，采用所述颜色值信息，如图2中c8的颜色值信息（128，0，0）对应的颜色为深红色，则对c8所属的象素单元渲染深红色。

参照图3，示出本申请一种栅格数据渲染方法实施例2的步骤流程图，当所述波段数据文件为多个时，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同，本实施例具体可以包括以下步骤：

步骤201：预置栅格数据对应的波段数据文件；其中，所述栅格数据包括M×N个象素单元，所述M为行，N为列；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

在本实施例中，当所述栅格数据中支持多种渲染方案时，可以对所述栅格数据预置多个所述波段数据文件，每个波段数据文件对应一种渲染方案。具体实现的方法有多种，例如，栅格数据Raw.rd有N种渲染方案，可以通过添加N个波段数据文件Raw_band1.rd，Raw_band2.rd，…，Raw_bandN.rd来存储所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

步骤202：选择目标波段数据文件。

在本申请的一种实际应用实施例中，当系统对所述栅格数据进行渲染时，选择多个栅格数据的渲染方案中的一种，同时，选择了一个所述渲染方案所对应的目标波段数据文件。所述目标波段数据文件中，包括按照渲染方法获得的栅格数据中对应象素单元的颜色值信息。

步骤203：针对栅格数据中的各个象素单元，从所述目标波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

具体的，读取所述目标波段数据文件，并从所述目标波段数据文件中提取出栅格数据中对应象素单元的颜色值信息。

步骤204：采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。

本申请的一种栅格数据渲染方法实施例2示出了所述栅格数据具有多种渲染方案的情况下，本申请的方法应用的步骤流程图，是对本申请一种栅格数据的渲染方法实施例1的进一步补充，更有助于本申请的方法应用到实际中。

为使本领域技术人员更好地理解本申请，以下结合一种应用本申请实施例的具体示例对本申请的技术效果进一步说明：

以描述全国土壤类型的土壤栅格数据为例，该土壤栅格数据包括27301×29545象素单元，并且其分辨率为200米，所述土壤栅格数据的渲染方案包括：69类土壤类型中的每类栅格数据的象素单元值对应唯一的一个颜色值信息。

如图4所示，应用本申请的一种栅格数据渲染方法，首先预置土壤栅格数据对应的波段数据文件，即增加了2.25Gb的磁盘空间；然后对所述土壤栅格数据进行渲染时，针对土壤栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息；最后采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。这样通过增加存储空间来提高栅格数据渲染效率的方法，在目前存储空间技术的高速发展，价格低廉的海量磁盘得到广泛应用的情况下，所述方法能够大大减少所述土壤栅格数据显示的时间，提高栅格数据渲染的效率，增加用户体验感受。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

参照图5，示出本申请一种栅格数据渲染装置实施例的结构框图，包括：

波段数据文件生成模块301，用于预置栅格数据对应的波段数据文件；所述波段数据文件包括栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

具体应用中，波段数据文件生成模块301中，预置的所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息为RGB颜色值信息。

在本申请的一种优选实施例中，所述波段数据文件生成模块301可以包括以下子模块：

象素单元生成子模块3011，用于根据栅格数据的M×N个象素单元生成对应的波段数据文件中的M×N个象素单元。

颜色值信息获取子模块3012，用于从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息。

颜色值信息分配子模块3013：用于在所述波段数据文件中，针对各个象素单元分配对应的颜色值信息。

在本申请的另一种优选实施例中，所述波段数据文件生成模块301可以包括以下子模块：

波段数据文件生成子模块3014，用于根据栅格数据生成对应的波段数据文件。

颜色值信息记录子模块3015，用于从所述栅格数据的渲染方案中，获取所述栅格数据中各象素单元的颜色值信息，并记录至所述波段数据文件中。

象素单元信息记录子模块3016，用于在所述波段数据文件中，根据各颜色值信息分别记录对应的象素单元的信息。

颜色值信息提取模块302，用于针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

在本申请的一种优选实施例中，所述波段数据文件为多个，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同；所述颜色值信息提取模块302可以包括以下子模块：

波段数据文件选择子模块3021，用于选择目标波段数据文件。

颜色值信息提取子模块3022，针对栅格数据中的各个象素单元，从所述目标波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息。

象素单元渲染模块303，用于采用所述颜色值信息对应的颜色对所述象素单元进行渲染。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

以上对本申请所提供的一种栅格数据渲染方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种栅格数据渲染方法，其特征在于，包括：

采用所述颜色值信息对应的颜色渲染所述象素单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预置栅格数据对应的波段数据文件的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预置栅格数据对应的波段数据文件的步骤包括：

根据栅格数据生成对应的波段数据文件；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波段数据文件为多个，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同；所述针对栅格数据中的各个象素单元，从所述波段数据文件中提取对应象素单元的颜色值信息的步骤包括：

选择目标波段数据文件；

5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息为RGB颜色值信息。

6.一种栅格数据渲染装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述波段数据文件生成模块包括：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述波段数据文件生成模块包括：

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述波段数据文件为多个，每个波段数据文件中的栅格数据中各象素单元的颜色值信息均不相同；所述颜色值信息提取模块包括：

波段数据文件选择子模块：用于选择目标波段数据文件；

10.根据权利要求6或7或8或9所述的装置，其特征在于，所述波段数据文件生成模块中，预置的所述波段数据文件中各象素单元的颜色值信息为RGB颜色值信息。