CN110688186A

CN110688186A - 一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法

Info

Publication number: CN110688186A
Application number: CN201910922175.0A
Authority: CN
Inventors: 吴信才; 吴亮; 万波; 黄胜辉; 黄波; 黄颖; 陈小佩; 潘明敏; 靳家宝
Original assignee: WUHAN ZONDY CYBER CO Ltd
Current assignee: WUHAN ZONDY CYBER CO Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-01-14

Abstract

本发明涉及影像地图可视化领域，尤其涉及一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其不同之处在于，其步骤包括：S1、创建镶嵌数据集；S2、添加栅格数据；判断栅格数据是否需要去除黑边，如果需要去除黑边则执行下一步骤S3，反之则跳转至步骤S4；S3、构建轮廓线；S4、构建边界线；S5、定义概视图；S6、构建概视图；S7、计算项目可见性；S8、从镶嵌数据集删除栅格。本发明可实现海量影像数据的高效管理与快速显示。

Description

一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法

技术领域

本发明涉及影像地图可视化领域，尤其涉及一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法。

背景技术

随着航天遥感技术、无人机技术以及大数据应用的飞速发展，遥感影像数据越来越大、影像数目越来越多。例如，某一个行政区范围内采集的栅格影像，可高达成千上万幅，数据量达到TB级。那么，如何高效的将这些影像数据管理起来，是目前GIS对遥感影像应用的首要任务。

传统的遥感影像数据采用数据库或是文件的方式进行管理，均已不能满足当前的需求：使用关系型数据库管理影像，无法实现对海量数据的管理；使用栅格数据文件的方式管理影像，通常需要将分幅数据拼接为一整幅数据，而对于海量数据来说，将TB级的数据拼接为一幅是非常耗时的，并且当部分源栅格影像发生变化时，不便于数据更新。

传统的遥感影像数据采用瓦片裁剪的方式进行显示，目前对于影像数据裁剪的手段单一且落后，在进行海量影像数据瓦片裁剪时耗时耗力，无法满足海量影像数据的显示需求。

鉴于此，为克服上述技术缺陷，提供一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法，实现海量影像数据的高效管理与快速显示。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其不同之处在于，其步骤包括：

S1、创建镶嵌数据集：创建一个空的镶嵌数据集容器，创建时定义镶嵌数据集的属性信息；

S2、添加栅格数据：将栅格数据添加到镶嵌数据集容器中，添加栅格数据之后，自动在数据目录表中生成数据；判断栅格数据是否需要去除黑边，如果需要去除黑边则执行下一步骤S3，反之则跳转至步骤S4；

S3、构建轮廓线：轮廓线是镶嵌数据集中每一个栅格在镶嵌数据集的参照系下的轮廓区范围，构建轮廓线，可指定栅格的有效像元值范围；

S4、构建边界线：构建镶嵌数据集显示范围的边界；

S5、定义概视图：生成概视图的空容器，设置创建概视图所需的参数；

S6、构建概视图：通过镶嵌数据集中的数据生成概视图数据，构建概视图之后，自动维护概视图状态并自动更新；

S7、计算项目可见性：通过镶嵌数据集中的最小和最大显示分辨率来确定从镶嵌数据集中选取哪些栅格来进行显示；

S8、从镶嵌数据集删除栅格：在镶嵌数据集中删除添加错误的栅格或者过时的栅格。

按以上方案，所述步骤S1中，镶嵌数据集的属性信息包括波段数、像元类型、空间参照系，这些属性信息为镶嵌数据集的基准信息。

按以上方案，所述步骤S2中，添加栅格数据过程中进行栅格类型设置、金字塔设置、空间参照系设置。

按以上方案，所述栅格类型设置决定了哪些格式的栅格数据可以添加到镶嵌数据集中；所述金字塔设置决定了当前栅格的分辨率大小；所述空间参照系设置决定了当前待添加数据在空间参照系为空的情况下采用的参照系。

按以上方案，所述空间参照系设置的规则为：

1）若栅格数据本身参照系为空，此处未指定空间参照系，则添加失败；

2）若栅格数据本身参照系为空，此处指定了空间参照系，则使用此处指定的空间参照系添加到镶嵌数据集；

3）空间参照系不为空的数据，依然使用自己的空间参照系。

按以上方案，所述步骤S2中，数据目录表是镶嵌数据集隐含的栅格信息记录表，用于存储添加到镶嵌数据集中的栅格数据。

按以上方案，所述步骤S4中，边界线内的影像可以显示，边界线外的影像不可显示。

按以上方案，所述步骤S5中，概视图的参数包括像素大小、级数、行数和列数、采样系数。

按以上方案，所述步骤S7中，当栅格数据的分辨率超出镶嵌数据集的最小和最大显示分辨率范围时，栅格数据无法显示。

按以上方案，所述步骤S7中，栅格数据无法显示时，需重新定义镶嵌数据集的最小和最大分辨率，才可以显示影像。

对比现有技术，本发明的有益特点为：

本发明通过生成镶嵌数据集，提高对海量影像数据的管理与显示能力，具有以下几个优点：

1）提供了海量影像管理与快速实时显示的方案；

2）采用“数据库+文件”的管理方式，原始影像不需要入库，极大的降低了建库的时间成本；

3）实现了遥感影像数据的动态镶嵌和实时拼接；

4）通过概视图预览海量遥感影像数据的整体效果，加快显示速度；

5）可在线实时处理黑边影像，自动生成影像轮廓。

附图说明

图1为本发明实施例流程图；

图2为本发明实施例添加栅格数据到镶嵌数据集；

图3为本发明实施例去除黑边之前效果；

图4为本发明实施例去除黑边之后效果；

图5为本发明实施例构建边界线效果；

图6为本发明实施例边界线内与边界线外对比效果；

图7为本发明实施例概视图容器生成效果；

图8为本发明实施例构建概视图后数据目录表；

图9为本发明实施例构建概视图效果；

图10为本发明实施例栅格数据在最小和最大分辨率之外显示效果；

图11为本发明实施例栅格数据在最小和最大分辨率之间显示效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下文中，将参考附图来更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本发明的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。

如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本发明。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的发明有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。

如图1至图11所示，本发明提供了一种新的影像数据管理和显示模型——镶嵌数据集。该模型是用于管理一组以目录形式存储并以镶嵌影像方式查看的栅格数据集合，通过“数据库+文件”的方式，管理本地及网络共享路径下的分幅栅格影像，从而实现海量影像数据的高效管理与快速显示。

本发明包括创建镶嵌数据集、添加栅格到镶嵌数据集、构建轮廓线、构建边界线、定义概视图、构建概视图、计算项目可见性、从镶嵌数据集删除栅格这8个基础功能：

1）创建镶嵌数据集

使用镶嵌数据集时，必须先创建一个空的镶嵌数据集容器，创建时定义镶嵌数据集的波段数、像元类型、空间参照系等属性信息。这些属性信息是镶嵌数据集的基准信息，所有添加的栅格均会以此属性信息为基准；

2）添加栅格数据到镶嵌数据集

已有镶嵌数据集容器后，可以将栅格数据添加到镶嵌数据集容器中。添加过程中进行栅格类型设置、金字塔设置、空间参照系设置。其中，栅格类型设置决定了哪些格式的栅格数据可以添加到镶嵌数据集中；金字塔设置决定了当前栅格的分辨率大小；空间参照系设置决定了当前待添加数据在空间参照系为空的情况下采用的参照系，应用规则如下：①若栅格数据本身参照系为空，此处未指定空间参照系，则添加失败；②若栅格数据本身参照系为空，此处指定了空间参照系，则使用此处指定的空间参照系添加到镶嵌数据集；③空间参照系不为空的数据，依然使用自己的空间参照系。在添加栅格数据之后，自动在数据目录表中生成数据，数据目录表是镶嵌数据集隐含的栅格信息记录表，存储了添加到镶嵌数据集中的栅格数据；

3）构建轮廓线

轮廓线是镶嵌数据集中每一个栅格在镶嵌数据集的参照系下的轮廓区范围，构建轮廓线功能，可指定栅格的有效像元值范围，从而起到去除栅格的黑边效果；

4）构建边界线

边界线是镶嵌数据集显示范围的边界，边界线内的影像可以显示，边界线外的影像不可显示；

5）定义概视图

当镶嵌数据集中包括上千幅影像时，即使每一幅影像都构建了金字塔数据，在显示所有影像时，由于数据量太大，一样会导致显示慢，因此需要构建概视图。镶嵌数据集中的概视图类似于栅格数据集的金字塔，它们都是较低分辨率的栅格，创建此类栅格目的在于提高显示速度，降低CPU使用率。创建概视图时，可以设置其像素大小、级数、行数和列数、采样系数等参数，其中采样系数是指概视图的分辨率相对于其上一级概视图分辨率的倍率；

6）构建概视图

通过镶嵌数据集中的数据生成概视图数据。在构建概视图之后，自动维护概视图状态并自动更新。如图8所示，生成的概视图在数据目录表中体现出来；

7）计算项目可见性

项目可见性，也叫像元大小范围，指的是镶嵌数据集中的最小和最大显示分辨率，用于确定从镶嵌数据集中选取哪些栅格来进行显示，只有最大和最小显示分辨率范围内的栅格数据才会被选中；

8）从镶嵌数据集删除栅格

可在镶嵌数据集中删除添加错误的栅格或者过时的栅格。

【实施例】

以某省的遥感影像图为例，本发明的主要流程如图1所示。

1）创建栅格数据集：定义镶嵌数据集的波段数、像元类型、空间参照系等属性信息。

2）添加栅格数据：在镶嵌数据集容器中添加栅格数据，选择添加的栅格数据类型，设置金字塔参数，并设置栅格数据的空间参照，添加完成后的整体效果如图2所示，图中加粗的边线为镶嵌数据集的边界线，其他边线每个栅格的边界；

判断栅格数据是否需要去除黑边，如果需要去除黑边，跳转到构建轮廓线步骤，反之则直接跳转到构建边界线步骤。图3为某省的影像图放大后的效果，可见存在黑色无效区域，需要去黑边。

3）构建轮廓线：为镶嵌数据集构建轮廓线，即每个栅格的有效区域的外边界线，图4为构建轮廓线之后去除黑边的效果。

4）构建边界线：构建镶嵌数据集的边界线，设置镶嵌数据集的显示范围。图5为构建边界线的效果，加粗的边线为镶嵌数据集的边界线，边界线内部的栅格影像数据可以显示，外部的不可显示。图6为影像放大后边界线内与边界线外的对比效果。

5）定义概视图：生成概视图的空容器，设置像素大小、级数、行数和列数、采样系数等参数。图7为生成的概视图容器，从两根较粗的线可以看出，概视图容器将整个镶嵌数据集分成了四部分。

6）构建概视图：通过镶嵌数据集中的数据生成概视图数据。图9为构建概视图效果。

7）计算项目可见性：当栅格数据的分辨率超出镶嵌数据集的最小和最大显示分辨率范围时，栅格数据无法显示，如图10所示；重新定义镶嵌数据集的最小和最大分辨率，才可以显示影像，如图11所示。

8）从镶嵌数据集删除栅格：可在镶嵌数据集中删除添加错误的栅格或者过时的栅格。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于，其步骤包括：

S4、构建边界线：构建镶嵌数据集显示范围的边界；

2.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S1中，镶嵌数据集的属性信息包括波段数、像元类型、空间参照系，这些属性信息为镶嵌数据集的基准信息。

3.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S2中，添加栅格数据过程中进行栅格类型设置、金字塔设置、空间参照系设置。

4.根据权利要求3所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述栅格类型设置决定了哪些格式的栅格数据可以添加到镶嵌数据集中；所述金字塔设置决定了当前栅格的分辨率大小；所述空间参照系设置决定了当前待添加数据在空间参照系为空的情况下采用的参照系。

5.根据权利要求4所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述空间参照系设置的规则为：

3）空间参照系不为空的数据，依然使用自己的空间参照系。

6.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S2中，数据目录表是镶嵌数据集隐含的栅格信息记录表，用于存储添加到镶嵌数据集中的栅格数据。

7.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S3中，边界线内的影像可以显示，边界线外的影像不可显示。

8.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S5中，概视图的参数包括像素大小、级数、行数和列数、采样系数。

9.根据权利要求1所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S7中，当栅格数据的分辨率超出镶嵌数据集的最小和最大显示分辨率范围时，栅格数据无法显示。

10.根据权利要求9所述的海量遥感影像数据管理及快速显示方法，其特征在于：所述步骤S7中，栅格数据无法显示时，需重新定义镶嵌数据集的最小和最大分辨率，才可以显示影像。