CN111565220A - 一种遥感影像数据快速访问方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种大尺度遥感影像数据快速访问方法及系统，包括：解析客户端发出的Http请求；基于解析后的Http请求读取影像数据，并将读取的影像数据存储在缓存器中；对读取的影像数据进行处理，并将处理后的影像数据封装后发送给客户端。本发明将读取的影像数据存储在缓存器中，并将读取的影像数据进行封装处理，加快了客户端访问大尺度遥感影像数据的速度。

Description

一种遥感影像数据快速访问方法及系统

技术领域

本发明涉及一种数据发布领域，具体讲涉及一种遥感影像数据快速访问方法及系统。

背景技术

随着地理空间数据获取技术的发展，国内外许多职能机构已经可以方便的获得高分辨率的遥感影像，尤其是航拍技术、卫星技术的发展，使得获取大范围、高精度的影像数据集成为可能。现阶段大规模遥感影像数据的可视化需要大量的数据预处理时间，包括影像拼接、投影转换、构建金字塔等预处理工作，这段漫长的处理时间往往是某些用户所不能容忍的。

随着遥感技术在各个领域应用的不断深入，高分遥感资源是军民融合重大决策的重要支撑,但随着"高分时代"的到来,加剧了多源异构多时态多尺度的数据量爆炸式增长,如何快速发布和高效浏览已成为制约其应用发展的瓶颈问题。

Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务器，由于出色的性能，在世界范围内受到越来越多人的关注，目前Nginx一般用于静态Web服务器或者反向代理服务器等应用，而Web后端处理大部分使用Nginx反向代理功能由ApacheHTTP Server或者互联网信息服务框架作为Web程序处理器，编程语言级别使用Java、JSP、JavaScript等。这些编程语言一般属于预编译或者不编译的纯解释性语言，需要有对应的运行环境，即没有编译成操作系统可识别的二进制程序，这些无疑都增加了系统的开销，带来的发行包庞大等，而C的公共网关接口可使用的应用程序编程接口较少，编程困难。

目前，还没有一个完善的方法可以同时解决遥感数据的快速访问以及对影像压缩发布，减少存储空间，提高访问效率。

发明内容

针对现有技术的编程语言属于预编译或者不编译的纯解释性语言，需要由对应的运行环境，增加了系统的开销，带来的发行包庞大，而C的公共网关接口可使用的应用程序编程接口较少，编程困难的问题,本发明提供了一种遥感影像数据快速访问方法及系统，包括：

解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

优选的，所述基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据，包括：

基于所述请求参数获取待传输遥感影像数据的数据名称和范围大小以及缩放比例；

根据待传输遥感影像数据的数据名称和范围大小以及缩放比例，判断所述缓存器中是否存在待传输遥感影像数据，如果存在则从所述缓存器中采用GDAL读取遥感影像数据，如果缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL从所述客户端读取；如果所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL，先从所述缓存器中读取再从客户端读取。

优选的，所述基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据还包括

当所述缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据或所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据时，将从所述服务器读取的遥感影像数据存储在缓存器中。

优选的，所述缓存器包括：memcached缓存器；

所述memcached缓存器，存储以层、行、列编码为标识的数据块，根据层行列计算出唯一的Key值，Key值以字符串表示，每个数据块的Key值加上图像自身的路径地址形成唯一的标识，作为缓存的键值保存。

优选的，所述对读取的所述遥感影像数据进行处理，包括：

判断读取的所述遥感影像数据中是否存在图像增强参数，若存在图像增强参数，则对所述图像增强参数进行增强处理，并对增强处理后的图像增强参数进行压缩、格式转化的封装处理；

否则直接将读取的所述遥感影像数据进行压缩、格式转化的封装处理。

优选的，所述对所述图像增强参数进行增强处理，包括：

对读取的所述遥感影像数据中的图像增强参数进行亮度、对比度、色相饱和度以及色阶调整、量化拉伸的增强处理。

优选的，所述封装处理包括：

将遥感影像数据转化为jpg、png格式，或封装为zip压缩后的数据。

优选的，所述解析客户端发出的Http请求，得到请求参数，包括：

服务端接收客户端发送的数据请求，根据所述数据请求解析得数据名称、数据范围、数据调整参数的请求参数。

一种遥感影像数据快速访问系统，包括：解析模块、读取缓存模块和封装处理模块；

所述解析模块，用于解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

所述读取缓存模块，基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

所述封装处理模块，用于对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

优选的，所述读取缓存模块包括：第一获取子模块、第二获取子模块和读取子模块；

所述第一获取子模块，基于所述请求参数获取待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例；

所述第二获取子模块，根据待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例，定位遥感影像数据；

所述读取子模块，用于判断所述缓存器中是否存在定位的遥感影像数据，如果存在则从所述缓存器中采用GDAL读取遥感影像数据，如果缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL从所述客户端读取；如果所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL，先从所述缓存器中读取再从客户端读取；

优选的，所述封装处理模块包括：第一处理子模块、判断子模块和封装处理子模块；

所述判断子模块，用于判断读取的所述遥感影像数据中是否存在图像增强参数；

所述第一处理子模块，用于对所述遥感影像数据中的图像增强参数进行增强处理；

所述封装处理子模块，用于对增强处理后的图像增强参数和读取的所述遥感影像数据进行封装处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种遥感影像数据快速访问方法及系统，包括：解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；基于请求参数读取遥感影像数据；对读取的遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。本发明通过将读取缓存器中的遥感影像数据，实现了客户端快速访问遥感影像数据。

附图说明

图1为本发明的遥感影像数据快速访问方法流程图；

图2为本发明的实施例的遥感影像数据快速访问方法流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种大尺度遥感影像数据快速访问方法，该方法实现了客户端快速访问大尺度遥感影像数据的效果：

实施例1：

一种大尺度遥感影像数据快速访问方法，如图1所示：

步骤1：解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

步骤2：基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

步骤3：对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

所述遥感影像为10000x10000像素以上的图像。

本文提出了一种高分遥感数据动态实时发布技术,通过对海量数据进行组织管理、建立空间索引,构建分布式并行计算框架等,实现了遥感影像数据不切片动态发布。不切片即可直接将海量数据发布为标准的影像服务,不仅节约硬件存储资源,还支持实时浏览与分析。这有助于推动遥感资源共享,快速为地方政府等部门提供综合应用服务,具有重大社会意义和应用价值。

为解决遥感数据的快速实时发布访问，本发明基于nginx实现了一种快速实时发布遥感影像数据的方案。

本发明提供的解决方案主要步骤是：

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

Nginx属于典型的微内核设计，内核非常简洁和优雅，内部结构是由核心部分和一系列的功能模块所组成。这样划分是为了使得每个模块的功能相对简单，便于开发，同时也便于对系统进行功能扩展，本发明是在nginx的基础模块上扩展功能，具体的开发和配置这里不详细赘述，下面主要对本发明一种大尺度遥感影像数据动态发布技术和系统的具体实施方法进一步详细说明。

依据本发明所述的方法，首先获取来自客户端的请求，根据请求的类型，解析得到具体的参数，根据参数，计算结果，最后返回客户端。具体实施步骤如图2所示：

步骤1：解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

1)解析Http请求：客户端发送数据请求到服务端：所述请求参数主要包括影像数据名称、影像数据的范围、输出影像数据的宽和高，还包括影像调整的一些参数，主要有亮度、对比度、色阶、色相饱和度、颜色调整等；另外影像数据读取还支持基于层、行、列编号的的参数，即level、row、col。

步骤2：基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

2)影像数据获取：服务根据客户端请求的参数，获取待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例，本步骤主要根据上一步骤得到的请求参数，进行进一步的处理分析；

3)影像数据读取：根据影像数据名称和范围，定位数据，采用GDAL读取原始数据，获得遥感影像的数据；本步骤根据参数的不同主要有两种读取方式，如请求参数为(x,y,w,h,ow,oh),即读取的图像范围通过前端参数指定，其中(x,y)为读取的图像左上角坐标，(w,h)为选取的图像长和宽，(ow,oh)为输出图像的宽和高，则根据这些条件，可以定位图像数据的位置，利用GDAL可以快速读取。若请求参数为(level,row,col),即层行列的方式读取数据，则需计算具体的数据读取范围，x＝tilesize*col*(1<<level),y＝tilesize*row*(1<<level),其中tilesize为256，根据计算出的范围，通过GDAL读取；

4)影像数据缓存：读取后的影像数据，为便于后续的读取，可将该内存数据存储在memcached缓存器中，内存数据为以层、行、列编码为标识的数据块，根据层行列计算出唯一的Key值，key值以字符串表示，每个数据块的key值加上图像自身的路径地址形成唯一的标识，作为缓存的键保存，这样每次在数据读取时，可根据键值，查找缓存中的数据，若存在，则直接读取返回，否则读取文件中的数据，并存储在缓存器中，以备后续查找使用，这样可大大提高数据的读取效率；

步骤3：对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端：

5)影像数据处理：根据客户端请求的参数，如果存在增强参数，则需对读取后的数据进行增强处理，包括亮度、对比度、色相饱和度以及色阶调整、量化拉伸。如增强参数为空，则跳过此步骤；影像数据处理，支持多种数据增强方法，可处理亮度对比度、色相饱和度以及直方图拉伸等操作，经过处理后，数据统一转化为8bit的数据。

影像数据处理的流程步骤如下：

a)获得图像数据内存块，根据图像数据信息，判断是否需要进行量化拉伸操作，若图像数据色深为16bit或32bit，则需根据图像数据格式类型，将其转化为8位，对请求处理的通道单独处理；

b)亮度、对比度调整，如果需要处理，则在上一步骤基础上得到的图像内存数据基础上继续处理，分别对每一通道的输出逐像素处理；

c)色相饱和度调整，在前述调整后的数据基础上，分别对每一通道的数据逐步处理，循环处理结束后，进入下一个操作；

6)影像数据封装：处理后的图像数据，在发送给用户端前，还需要经过封装处理，对影像数据进行压缩，把内存数据转化为压缩后的jpg瓦片，减少数据传输量；

7)返回客户端：封装压缩后的数据发送给客户端，提供给前端展示。

上述实例为动态实时返回影像数据的实例，本发明还提供了影像信息的查询访问接口，支持远程查看影像的具体信息。主要步骤类似上述影像数据的读取，首先解析请求，定位数据地址，打开影像，读取其波段、数据类型、投影参数等信息，最后把这些数据转化为Json格式的字符串，发送回客户端，支持通用信息的查询，具体实施方法为根据客户端请求，解析得到数据地址，读取数据的属性信息，包括遥感数据的格式、大小、波段以及投影信息等，通过在后台封装成json字符串，发送到客户端，可快速查看影像的基本信息

本发明在nginx的基础上，通过扩展模块实现了一种大尺度遥感影像数据的动态发布技术和系统，无需对数据进行分层分块的金字塔处理，支持数据的动态实时发布，而且也可以对数据进行在线的增强处理，提高了数据的可视化效果和访问效率，节省了时间。

实施例2

基于同一发明构思的本发明还提供了一种遥感影像数据快速访问系统：包括：解析模块、读取缓存模块和封装处理模块；

所述解析模块，用于解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

所述读取缓存模块，基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

所述封装处理模块，用于对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

所述读取缓存模块包括：第一获取子模块、第二获取子模块和读取子模块；

所述第一获取子模块，基于所述请求参数获取待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例；

所述第二获取子模块，根据待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例，定位遥感影像数据；

所述读取子模块，用于判断所述缓存器中是否存在定位的遥感影像数据，如果存在则从所述缓存器中采用GDAL读取遥感影像数据，如果缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL从所述客户端读取；如果所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL，先从所述缓存器中读取再从客户端读取；

优选的，所述封装处理模块包括：第一处理子模块、判断子模块和封装处理子模块；

所述判断子模块，用于判断读取的所述遥感影像数据中是否存在图像增强参数；

所述第一处理子模块，用于对所述遥感影像数据中的图像增强参数进行增强处理；

所述封装处理子模块，用于对增强处理后的图像增强参数和读取的所述遥感影像数据进行封装处理。

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、系统、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。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种遥感影像数据快速访问方法，其特征在于，包括：

解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据，包括：

基于所述请求参数获取待传输遥感影像数据的数据名称和范围大小以及缩放比例；

根据待传输遥感影像数据的数据名称和范围大小以及缩放比例，判断所述缓存器中是否存在待传输遥感影像数据，如果存在则从所述缓存器中采用GDAL读取遥感影像数据，如果缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL从所述客户端读取；如果所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL，先从所述缓存器中读取再从客户端读取。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据还包括

当所述缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据或所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据时，将从所述服务器读取的遥感影像数据存储在缓存器中。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述缓存器包括：memcached缓存器；

所述memcached缓存器，存储以层、行、列编码为标识的数据块，根据层行列计算出唯一的Key值，Key值以字符串表示，每个数据块的Key值加上图像自身的路径地址形成唯一的标识，作为缓存的键值保存。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对读取的所述遥感影像数据进行处理，包括：

判断读取的所述遥感影像数据中是否存在图像增强参数，若存在图像增强参数，则对所述图像增强参数进行增强处理，并对增强处理后的图像增强参数进行压缩、格式转化的封装处理；

否则直接将读取的所述遥感影像数据进行压缩、格式转化的封装处理。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述图像增强参数进行增强处理，包括：

对读取的所述遥感影像数据中的图像增强参数进行亮度、对比度、色相饱和度以及色阶调整、量化拉伸的增强处理。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述封装处理包括：

将遥感影像数据转化为jpg、png格式，或封装为zip压缩后的数据。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解析客户端发出的Http请求，得到请求参数，包括：

服务端接收客户端发送的数据请求，根据所述数据请求解析得数据名称、数据范围、数据调整参数的请求参数。

9.一种遥感影像数据快速访问系统，其特征在于，包括：解析模块、读取缓存模块和封装处理模块；

所述解析模块，用于解析客户端发出的Http请求，得到请求参数；

所述读取缓存模块，基于所述请求参数从服务端和/或缓存器中读取遥感影像数据；

所述封装处理模块，用于对读取的所述遥感影像数据进行处理，并将处理后的遥感影像数据发送给客户端。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述读取缓存模块包括：第一获取子模块、第二获取子模块和读取子模块；

所述第一获取子模块，基于所述请求参数获取待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例；

所述第二获取子模块，根据待传输图像的数据名称和范围大小以及缩放比例，定位遥感影像数据；

所述读取子模块，用于判断所述缓存器中是否存在定位的遥感影像数据，如果存在则从所述缓存器中采用GDAL读取遥感影像数据，如果缓存器中不存在所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL从所述客户端读取；如果所述缓存器中有部分所述定位的遥感影像数据，则采用GDAL，先从所述缓存器中读取再从客户端读取；

优选的，所述封装处理模块包括：第一处理子模块、判断子模块和封装处理子模块；

所述判断子模块，用于判断读取的所述遥感影像数据中是否存在图像增强参数；

所述第一处理子模块，用于对所述遥感影像数据中的图像增强参数进行增强处理；

所述封装处理子模块，用于对增强处理后的图像增强参数和读取的所述遥感影像数据进行封装处理。

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