CN103034999B - 一种基于dem数据的金字塔切片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于DEM数据的金字塔切片方法，该方法包括以下步骤：1)指定切片大小、划分层级数；2)开源图像读取工具读取DEM数据；3)判断当前切片大小和划分层级数是否合适，确定最优的切分层级数L和初始像元合并个数N；4)根据当前层级计算需读取的DEM数据的行列起止位置；5)根据步骤4)计算的行列起止位置分块读取所需像元值，并对读取后的数据进行数据重采样；6)按照切片大小对重采样后的数据进行切分，输出切片数据，并对每一个切片数据进行规范化命名；7)判断是否所有层级切分完毕，若是，则结束，若否，则修改像元合并个数，返回步骤4)。与现有技术相比，本发明具有图像切割效率高、可扩展性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种地图切片方法，尤其是涉及一种基于DEM数据的金字塔切片方法。
背景技术
DEM(DigitalElevationModel，数字高程模型)是基于栅格的空间分析的基础，已被广泛应用于各个领域。然而DEM数据随着范围、精度的不同其数据量大小也会显著不同，在使用过程中对数据的显示、读取、分析等都会造成很大影响，从而制约了使用的效率。如何实现DEM数据的分级切割，提升数据的使用效率，已成为一个普遍关心的问题。
地图切片是目前大多数电子地图实现地图浏览的方式，根据指定的尺寸和切片格式将特定地理范围内的地图切成若干行、列的正方形图片，所有地图切片存储于服务器上，并对图片进行四叉树编码，客户端根据当前地图等级和范围请求不同切片数据，从而达到快速浏览地图、减轻服务器负荷的效果。
目前，地图切片主要是利用相关软件将地图以合适的比例、色彩完成配图，确定缩放级别的数量N，把缩放级别最低、地图比例尺最大的地图图片作为金字塔的底层，即第0层，并对其进行分块，从地图图片的左上角开始，从左至右、从上到下进行切割，分割成相同大小(比如256x256像元)的正方形地图瓦片，形成第0层瓦片；在第0层地图图片的基础上，按每2x2像元合成为一个像元的方法生成第1层地图图片，并对其进行分块，分割成与下一层相同大小的正方形地图瓦片，形成第1层瓦片；同样的方法生成第2层瓦片，直到第N-1层，构成整个瓦片金字塔。但这种方法的缺点是，每次都以2x2像元大小进行合成，影响了数据切割的速度，尤其是在地图数据量庞大、切分级数多的情况下对其速度影响更大；另外，切分后的DEM数据是用户进行数据分析的基础，其大小、级数更应考虑到实际需要，方便用户使用才是。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种图像切割效率高、可扩展性好的基于DEM数据的金字塔切片方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于DEM数据的金字塔切片方法，该方法包括以下步骤：
1)指定切片大小、划分层级数；
2)开源图像读取工具读取DEM数据，并获取DEM数据的基本信息；
3)判断当前切片大小和划分层级数是否合适，确定最优的切分层级数L和初始像元合并个数N；
4)根据当前层级计算需读取的DEM数据的行列起止位置；
5)根据步骤4)计算的行列起止位置分块读取所需像元值，并对读取后的数据采用双线性内插法进行数据重采样；
6)按照切片大小对重采样后的数据进行切分，输出切片数据，并对每一个切片数据按层级、位置信息进行规范化命名；
7)判断是否所有层级切分完毕，若是，则结束，若否，则修改像元合并个数，返回步骤4)，进行下一层级切分。
所述的DEM数据的基本信息包括DEM数据的行列数和像元大小。
所述的修改像元合并个数的公式为Nn＝N*2n-1，其中Nn第n个层级对应的像元合并个数。
与现有技术相比，本发明可不再局限于2x2的像元合并，而是根据实际需要、自动计算像元的合并个数，极大地提高了图像的切割效率；同时分块读取技术能够实现对较大数据进行切分，并具有良好的可扩展性。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种基于DEM数据的金字塔切片方法，该方法利用开源图像读取工具读取DEM数据，根据指定的切片大小、切片层级数自动计算切片像元合并个数，并对切片大小、层级数进行合理性判定；按照判定后的初始像元合并个数N、层级数等条件分块读取所需图像数据，以提高计算效率，同时按照不同数据采样方式对合并数据进行采样，对原始图像进行切割，并生成切片数据；同样，以N*2n-1个像元合并个数，进行新一层级数据的切割，直到所有指定层级数据切割完成。本方法主要包含以下几个实现步骤：
在步骤s01中，首先指定DEM数据切片的像元大小(512x512、256x256等)、切片的层级数，即将DEM数据切分为多少个层级，然后执行步骤s02。
在步骤s02中，系统读取DEM数据的基本信息，包括DEM数据的行列数和像元大小等，然后执行步骤s03。
在步骤s03中，判定当前切片大小和划分层级是否合适，并给出最优的切分层级数，同时给出初始像元合并个数N，然后执行步骤s04。
在步骤s04中，循环所有层级，根据当前层级数对计算出当前层级下，需要切分的DEM数据的行列的起止值，然后执行步骤s05。
在步骤s05中，根据步骤s04中确定的行列起止值读取DEM数据，并对读取后的数据用双线性内插法(BilinearInterpolation，在两个方向分别进行一次线性插值)进行数据重采样，然后执行步骤s06。
在步骤s06中，按照切片大小对重采样后的数据进行切分，输出切片数据，并对每一个切片数据按层级、位置的等进行规范化命名，然后执行步骤s07。
在步骤s07中，判定是否循环完成所有层级的切片工作，若完成则执退出程序，完成DEM数据的切分工作，否则修改当前层级数，同时根据公式为Nn＝N*2n-1修改下一层级像元合并数目，其中Nn第n个层级对应的像元合并个数，并执行步骤s04。
等所有层级数据都切分完成后，程序自动退出。本方法通过对DEM数据进行分块读取，同时不再局限于2x2的像元合并，而是根据实际需要、自动计算像元的合并个数以及层级划分，极大地提高了图像的切割效率，并具有良好的可扩展性，可高效、快速的对DEM数据进行切分，满足人们对DEM数据切分的需要。
Claims (2)
1.一种基于DEM数据的金字塔切片方法，其特征在于，该方法对DEM数据进行分块读取，并根据实际需要、自动计算像元的合并个数以及层级划分，具体包括以下步骤：
1)指定切片大小、划分层级数；
2)开源图像读取工具读取DEM数据，并获取DEM数据的基本信息；
3)判断当前切片大小和划分层级数是否合适，确定最优的切分层级数L和初始像元合并个数N；
4)根据当前层级计算需读取的DEM数据的行列起止位置；
5)根据步骤4)计算的行列起止位置分块读取所需像元值，并对读取后的数据采用双线性内插法进行数据重采样；
6)按照切片大小对重采样后的数据进行切分，输出切片数据，并对每一个切片数据按层级、位置信息进行规范化命名；
7)判断是否所有层级切分完毕，若是，则结束，若否，则修改像元合并个数，返回步骤4)，进行下一层级切分；
所述的修改像元合并个数的公式为Nn＝N*2n-1，其中Nn第n个层级对应的像元合并个数。
2.根据权利要求1所述的一种基于DEM数据的金字塔切片方法，其特征在于，所述的DEM数据的基本信息包括DEM数据的行列数和像元大小。
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