CN114996600B - 一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置，涉及影像数据管理技术领域。一种多时相影像管理数据库数据写入方法，其包括：对影像数据进行数据切片得到多个瓦片数据，对多个瓦片数据进行顺序排列得到坐标数据。根据坐标数据得到位置数据。根据位置数据得到元数据信息。将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。获取时间信息的时间编号。将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中。当读取信息时，根据瓦片数据的坐标数据得到其的位置数据，以得到其的元数据信息，查找元数据信息中与时间参数最相近的瓦片数据，并获取其在数据文件中的偏移量和长度参数，读取图片数据。

Description

一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置

技术领域

本发明涉及影像数据管理技术领域，具体而言，涉及一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置。

背景技术

GIS在近年的发展中已越来越显示出其强大的功能和应用潜力，从电力输配电监测、城市基础设施管理、自然资源调查、资源管理、交通规划与管理、大型工程选址、环境和灾害评估到辅助决策等国民经济的各个领域，GIS都占有一席之地。

应用地理影像数据信息的场景越来越多，且现有影像数据管理软件如GeoServer，其不能支持多时相的影像存储，存储的瓦片数据只有X、Y、Z坐标，没有时间属性。其索引结构采用的是传统数据库的索引机制，对于海量地理数据而言，不能做到高效快捷索引。并且由于GeoServer属于开源软件，对于不同的项目需求，可能需要额外搭建不同的后台配置，而且影像超过2GB就需要采用影像金字塔创建多重镶嵌影像，使得每个切片都要存储为一个分离文件，提高了切片合成成本和增加硬盘压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置，用以改善现有技术中由于索引结构采用的是传统数据库的索引机制，对于海量地理数据而言，不能做到高效快捷索引的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种多时相影像管理数据库数据写入方法，其包括如下步骤：获取目标区域的影像数据，影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件。根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件。对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据坐标范围信息和分辨率范围信息对多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据，任一瓦片数据包含图片数据。根据所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到任一瓦片数据在索引文件中的位置数据。根据位置数据计算对应瓦片数据在索引文件中的偏移位置和数据长度，根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息。判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号。根据瓦片数据在索引文件中的位置数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

在本发明的一些实施例中，上述对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据的步骤包括：检测任一瓦片数据的完整性，若存在瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像。利用完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。

在本发明的一些实施例中，上述判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在的步骤之后，该方法还包括：若存在，则返回影像数据写入失败的消息。

在本发明的一些实施例中，上述根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号的步骤包括：查找时间信息是否记录在时间列表中，若存在，则获取该时间信息在时间列表中的时间编号。若不存在，则将该时间信息写入索引文件文件头中，并对该时间信息进行时间编号，将该时间信息的时间编号存入时间列表中。

在本发明的一些实施例中，上述根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件的同时，设置索引文件中单个瓦片数据的时间点存储数量。

第二方面，本申请实施例提供一种多时相影像管理数据库数据读取方法，其包括利用上述第一方面中任一项的方法预写入多个影像数据，该多时相影像管理数据库数据读取方法包括如下步骤：获取待读取信息，待读取信息包括待读取信息的（x，y，z）坐标数据、投影类型信息和时间参数。根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到待读取信息在索引文件中的位置数据。根据待读取信息的位置数据计算待读取信息在索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到待读取信息对应的元数据信息。判断待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。

在本发明的一些实施例中，上述判断待读取信息是否为影像信息的步骤包括：判断待读取信息是否为时间覆盖信息，若是，则查找对应元数据信息中的所有时间点。

第三方面，本申请实施例提供一种多时相影像管理数据库数据写入装置，其包括：影像数据获取模块，用于获取目标区域的影像数据，影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件。索引文件创建模块，用于根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件。瓦片数据得到模块，用于对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据坐标范围信息和分辨率范围信息对多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据，任一瓦片数据包含图片数据。位置数据索引模块，用于根据所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到任一瓦片数据在索引文件中的位置数据。元数据信息得到模块，用于根据位置数据计算对应瓦片数据在索引文件中的偏移位置和数据长度，根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息。数据文件写入模块，用于判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。时间编号得到模块，用于根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号。瓦片数据存入模块，用于根据瓦片数据在索引文件中的位置数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

在本发明的一些实施例中，上述瓦片数据得到模块包括：完整性检测单元，用于检测任一瓦片数据的完整性，若存在瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像。数据拼接单元，用于利用完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。

在本发明的一些实施例中，上述多时相影像管理数据库数据写入装置还包括：返回模块，用于若存在，则返回影像数据写入失败的消息。

在本发明的一些实施例中，上述时间编号得到模块包括：时间编号获取单元，用于查找时间信息是否记录在时间列表中，若存在，则获取该时间信息在时间列表中的时间编号。时间编号存入单元，用于若不存在，则将该时间信息写入索引文件文件头中，并对该时间信息进行时间编号，将该时间信息的时间编号存入时间列表中。

在本发明的一些实施例中，上述根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件的同时，设置索引文件中单个瓦片数据的时间点存储数量。

第四方面，本申请实施例提供一种多时相影像管理数据库数据读取装置，其包括：待读取信息获取模块，用于获取待读取信息，待读取信息包括待读取信息的（x，y，z）坐标数据、投影类型信息和时间参数。位置数据得到模块，用于根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到待读取信息在索引文件中的位置数据。元数据信息计算模块，用于根据待读取信息的位置数据计算待读取信息在索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到待读取信息对应的元数据信息。图片数据读取模块，用于判断待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。

在本发明的一些实施例中，上述图片数据读取模块包括：时间覆盖信息获取单元，用于判断待读取信息是否为时间覆盖信息，若是，则查找对应元数据信息中的所有时间点。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明提供一种多时相影像管理数据库数据写入、读取方法及装置，该多时相影像管理数据库数据写入方法包括如下步骤：获取目标区域的影像数据，影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件。根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件。对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据坐标范围信息和分辨率范围信息对多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据，任一瓦片数据包含图片数据。根据所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到任一瓦片数据在索引文件中的位置数据。根据位置数据计算对应瓦片数据在索引文件中的偏移位置和数据长度，根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息。判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号。根据瓦片数据在索引文件中的位置数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。各瓦片数据对应的元数据信息包含该瓦片数据20个时间点的所有瓦片数据，通过该方法将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中，以实现将多时相数据存储在一个数据库中。不仅方便了用户进行读取、迁移和备份，也适用于长期、连续的影像数据存储需求。

该多时相影像管理数据库数据读取方法包括如下步骤：获取待读取信息，待读取信息包括待读取信息的（x，y，z）坐标数据、投影类型信息和时间参数。根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到待读取信息在索引文件中的位置数据。根据待读取信息的位置数据计算待读取信息在索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到待读取信息对应的元数据信息。判断待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。该方法首先通过多时相影像管理数据库数据写入方法，预写入多个影像数据。然后当需要读取数据库中的信息时，利用待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息确定待读取信息在索引文件中的位置数据。然后通过位置数据计算偏移位置和数据长度，以读取得到元数据信息，从而完成第一次IO操作。然后根据待读取信息的时间参数，读取时间与该时间参数最相近的瓦片数据，并根据该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，将对应的图片数据从数据文件中读取出来，以完成第二次IO操作。该方法利用第一次IO操作读取元数据信息，并以元数据信息为基础，利用第二次IO操作将对应的图片数据从数据文件中读取出来，不仅达到了在存有海量地理数据的数据库中进行高效快捷索引的效果，而且极大限度减少了索引过程中对硬盘的压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据写入方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据读取方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据写入装置的结构框图；

图4为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据读取装置的结构框图；

图5为本发明实施例提供的一种与传统数据库对比的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库应用框图；

图7为本发明实施例提供的一种只读模式和读写模式的应用示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的示意性结构框图；

图9为本发明实施例提供的一种全球坐标的坐标排列示意图。

图标：100-多时相影像管理数据库数据写入装置；110-影像数据获取模块；120-索引文件创建模块；130-瓦片数据得到模块；140-位置数据索引模块；150-元数据信息得到模块；160-数据文件写入模块；170-时间编号得到模块；180-瓦片数据存入模块；200-多时相影像管理数据库数据读取装置；210-待读取信息获取模块；220-位置数据得到模块；230-元数据信息计算模块；240-图片数据读取模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，若出现术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，若出现由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参照图1，图1所示为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据写入方法的流程图。需要说明的是，针对数据特别大的实际情况，一个多时相影像管理数据库分为索引文件和数据文件。

本申请实施例提供一种多时相影像管理数据库数据写入方法，其包括如下步骤：

S110：获取目标区域的影像数据，影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件；

其中，上述影像数据的数据类型至少包括高分辨遥感影像、矢量图和注记图。上述投影类型至少包括谷歌经纬度投影、webMecator投影和天地图经纬度投影。

S120：根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件；

具体的，当创建针对目标区域影像的多时相影像管理数据库时，需要根据目标区域的范围确定该多时相影像管理数据库所管理的坐标范围信息和分辨率范围信息。

例如一个多时相影像管理数据库所管理经度为103至104，纬度为30至31，分辨率从10到13层。如果单个瓦片数据的时间点存储数量为20个时间点，则该多时相影像管理数据库的索引文件如表1所示。索引文件文件头共计8400个字节，索引文件文件头包括数据类型、投影类型信息、坐标范围信息、1024个时间点的顺序存储。而索引数据共计476000个字节，该索引数据是在坐标范围内，从低分辨率到高分辨率、从左到右、从上到下对瓦片数据进行排列，通过坐标范围和分辨率范围信息可以确定瓦片的准确数量。在（20+20*4+20*16+20*64）*20*14中，第一个20代表按照坐标范围信息将影像数据进行切片，第10层有20个瓦片，20*4代表第10层的每个瓦片都能分成4个，则在第11层就是80个瓦片，20*16代表第11层的每个瓦片都能分成4个，则在第12层就是320个瓦片，20*64代表第12层的每个瓦片都能分成4个，则在第13层就是1280，最后一个20代表单个瓦片数据的时间点存储数量为20个，14代表单个瓦片在索引文件中占用14字节的空间，单个瓦片在索引文件中存储的内容如表2所示，单个瓦片的时间索引占2个字节，瓦片在数据文件中的偏移量占8个字节，瓦片的长度信息占4个字节：

表1：多时相影像管理数据库的索引文件

表2：单个瓦片在索引文件中存储的内容

时间索引（2字节）

在数据文件中的偏移量（8字节）

长度信息（4字节）

S130：对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据坐标范围信息和分辨率范围信息对多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据，任一瓦片数据包含图片数据；

请参照图9，图9所示为本发明实施例提供的一种全球坐标的坐标排列示意图。具体的，根据影像数据的坐标范围信息和分辨率范围，在坐标范围内，从低分辨率到高分辨率、从左到右、从上到下，依次对所有瓦片数据进行排列以得到每个瓦片数据的xyz信息即（x，y，z）坐标数据，x为从左到右数的位置，y为从上到下数的位置，z是分辨率。其中，对数据影像进行数据切片时，影像图片文件也同样被切分，则任一瓦片数据都包含对应的图片数据。

示例性的，图9中（3，2）网格的（x，y，z）坐标数据即为（3，2，2）。

S140：根据所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到任一瓦片数据在索引文件中的位置数据；

如图9所示，如果该多时相影像管理数据库管理的是全球范围2到3级的数据，（x，y，z）坐标数据为（0，3，3）就是第三层坐标排列中最左上角的数据，则该数据即瓦片数据在索引文件中的序号就是5，在该数据前面还有4个数据。

S150：根据位置数据计算对应瓦片数据在索引文件中的偏移位置和数据长度，根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息；

示例性的，对于在索引文件中序号为5的瓦片数据而言，若按存储20个时间点计算，则其偏移位置就是4*20*14=1120个字节，数据长度就是20*14=280个字节，则读取的数据就是20*14=280个字节的数据，而读取出来的数据就是该瓦片数据在20个时间点中所有瓦片的元数据信息。即各瓦片数据对应的元数据信息包含该瓦片数据20个时间点的所有瓦片数据。

S160：判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息；

具体的，判断是否存在同一时间信息的已存入影像数据，若存在，则返回影像数据写入失败的消息，防止重复写入。若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中，可以根据图片数据的文件大小得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。

其中，在索引文件创建成功，初始化完成时，所有瓦片数据的偏移位置和数据长度都是零，数据文件为空白。

S170：根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号；

具体的，该方法预先对一些时间进行时间编号，以创建索引文件文件头中的时间列表，例如2018年的时间编号为1，2019年的时间编号为2，2020年的时间编号为3。通过时间列表，获取上述影像数据的时间信息对应的时间编号。通过时间编号可以对20个时间点的所有瓦片数据进行时间索引。

其中，若上述影像数据的时间信息未记录于时间列表中，则将影像数据的时间信息与时间列表中的时间信息进行比较，并对该时间信息进行时间编号。示例性的，若影像数据的时间信息为2021年，则2021年的时间编号可以为4。

S180：根据瓦片数据在索引文件中的位置数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

具体的，各瓦片数据对应的元数据信息包含该瓦片数据20个时间点的所有瓦片数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中，以实现将多时相数据存储在一个数据库中。不仅方便了用户进行读取、迁移和备份，也适用于长期、连续的影像数据存储需求。

示例性的，当需要写入第一个瓦片数据时，假如第一个瓦片数据的（x，y，z）坐标数据是（3，2，2），且第一个瓦片数据包含有30kb的图片数据，则将30kb的图片数据写入数据文件中，同时在写入过程中，得到第一个瓦片数据的图片数据在数据文件中的偏移量为0，长度信息为30720。若第一个瓦片数据的时间编号为2，则将时间编号2、偏移量0和长度信息30720写入该瓦片数据在对应元数据信息相匹配的位置中的对应位置。当写入第二个瓦片数据时，若第二个瓦片数据的（x，y，z）坐标数据是（3，3，2），且第二个瓦片数据包含有20kb的图片数据，则将20kb的图片数据写入数据文件中，同时在写入过程中，得到第二个瓦片数据的图片数据在数据文件中的偏移量为30720，长度信息为20480。若第二个瓦片数据的时间编号为2，则将时间编号2、偏移量30720和长度信息20480写入该瓦片数据在对应元数据信息相匹配的位置中的对应位置。

通过该多时相影像管理数据库数据写入方法将影像数据写入数据库中后，当需要读取数据库中某一个瓦片数据时，只需要根据该瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到该瓦片数据在索引文件中的位置数据，进而得到该瓦片数据对应的元数据信息，从而查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以此读取对应的图片数据。

在本实施例的一些实施方式中，上述对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据的步骤包括：检测任一瓦片数据的完整性，若存在瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像。利用完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。具体的，若存在瓦片数据不完整，则根据该瓦片数据的时间信息，从数据库中调取与该瓦片数据的坐标数据一致，且与时间信息尽可能相近的完整图像。从而可以通过该完整图像对该瓦片数据进行数据拼接，以保证瓦片数据的完整性。

示例性的，若存在瓦片数据仅显示了半个“门”，则根据该坐标数据，获取与时间信息尽可能相近的完整图像即完整的“门”，并利用该完整的“门”对半个“门”进行拼接。

在本实施例的一些实施方式中，上述判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在的步骤之后，该方法还包括：若存在，则返回影像数据写入失败的消息。从而防止相同影像数据重复写入该多时相影像管理数据库。

在本实施例的一些实施方式中，上述根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号的步骤包括：查找时间信息是否记录在时间列表中，若存在，则获取该时间信息在时间列表中的时间编号。若不存在，则将该时间信息写入索引文件文件头中，并对该时间信息进行时间编号，将该时间信息的时间编号存入时间列表中。

在本实施例的一些实施方式中，上述根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件的同时，设置索引文件中单个瓦片数据的时间点存储数量。具体的，可以根据实际需要选择时间点存储数量，在存储有多时相影像数据的数据库中，一次读取可获取多个时间点瓦片数据的信息。

示例性，上述时间点存储数量可以是20个，以存储多时间点的瓦片数据。

请参照图2，图2所示为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据读取方法的流程图。一种多时相影像管理数据库数据读取方法，其包括利用多时相影像管理数据库数据写入方法，预写入多个影像数据，该多时相影像管理数据库数据读取方法包括如下步骤：

S210：获取待读取信息，待读取信息包括待读取信息的（x，y，z）坐标数据、投影类型信息和时间参数；

S220：根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到待读取信息在索引文件中的位置数据；

S230：根据待读取信息的位置数据计算待读取信息在索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到待读取信息对应的元数据信息；

具体的，根据待读取信息的位置数据计算得到的偏移位置和数据长度，以读取得到元数据信息为第一次IO操作。

示例性的，若待读取信息的位置数据为5且存储20个时间点，则该待读取信息在索引文件中的偏移位置为4*20*14=1120个字节，数据长度为20*14=280个字节，而280个字节即该待读取信息对应的元数据信息。该元数据信息包含与该待读取信息坐标数据一致的20个时间点的所有瓦片数据。

S240：判断待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。

具体的，对用户的读取请求即待读取信息进行判断，若用户请求获取的是影像信息，则根据待读取信息的时间参数，读取时间与该时间参数最相近的瓦片数据，并根据该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，将对应的图片数据从数据文件中读取出来。

其中，根据时间参数从元数据信息中查找出对应的瓦片数据，并根据该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数读取图片数据为第二次IO操作。

上述实现过程中，该多时相影像管理数据库数据读取方法首先通过多时相影像管理数据库数据写入方法，预写入多个影像数据。然后当需要读取数据库中的信息时，利用待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息确定待读取信息在索引文件中的位置数据。然后通过位置数据计算偏移位置和数据长度，以读取得到元数据信息，从而完成第一次IO操作。然后根据待读取信息的时间参数，读取时间与该时间参数最相近的瓦片数据，并根据该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，将对应的图片数据从数据文件中读取出来，以完成第二次IO操作。该方法利用第一次IO操作读取元数据信息，并以元数据信息为基础，利用第二次IO操作将对应的图片数据从数据文件中读取出来，不仅达到了在存有海量地理数据的数据库中进行高效快捷索引的效果，而且极大限度减少了索引过程中对硬盘的压力。

示例性的，查询时根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据，就可以算出待读取信息的（x，y，z）坐标数据在文件索引中是第几个，若是第五个，则乘以时间点存储数量20，再乘以14，就是该待读取信息的偏移位置，在这个偏移位置读取20*14个字节，就得到这个瓦片20个节点的所有信息，先查找这20个中，哪一个时间点的是需要的，再用对应时间点瓦片里存储的偏移量和长度参数，在主数据文件中读取真实需要的图片数据。

请参照图5，图5所示为本发明实施例提供的一种与传统数据库对比的示意图。对于传统数据库而言，传统数据库只有一个文件，当文件较大时，无法放入高速存储设备SSD或者内存中，即使能够勉强放入，也会造成硬件成本特别高。而上述多时相影像管理数据库分为索引文件和数据文件，由于索引文件较小，则可以放入SSD或者内存中。而体积较大的数据文件放在传统机械硬盘上，减少硬件成本，提高IO效率。

请参照图6，图6所示为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库应用框图。该多时相影像管理数据库可以通过上述多时相影像管理数据库数据写入方法写入互联网公开遥感影像、高分辨率遥感影像和航测影像。GIS软件、网页客户端、移动APP以及其他需要影像的应用可以通过数据获取接口和时相查询接口，通过上述多时相影像管理数据库数据读取方法查询数据库中的数据。

请参照图7，图7所示为本发明实施例提供的一种只读模式和读写模式的应用示意图。当开启只读模式时，初始化只需读取索引文件文件头，索引文件文件头一般小于4KB，因此占用内存小，启动速度非常快。当开启读写模式时，需读取索引文件全部内容。

在本实施例的一些实施方式中，上述判断待读取信息是否为影像信息的步骤包括：判断待读取信息是否为时间覆盖信息，若是，则查找对应元数据信息中的所有时间点。具体的，对用户的读取请求即待读取信息进行判断，若用户请求获取的是时间覆盖信息即与该待读取信息坐标数据一致的所有瓦片数据的时间点。

示例性的，若用户请求获取时间覆盖信息，且该多时相影像管理数据库保存与该待读取信息坐标数据一致的瓦片数据的时间编号有1，2，3。若1是2018年，2是2019年，3是2020年，则获取的时间覆盖信息为2018年、2019年和2020年。

请参照图3，图3所示为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据写入装置100的结构框图。一种多时相影像管理数据库数据写入装置100，其包括：影像数据获取模块110，用于获取目标区域的影像数据，影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件。索引文件创建模块120，用于根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件。瓦片数据得到模块130，用于对影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据坐标范围信息和分辨率范围信息对多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据，任一瓦片数据包含图片数据。位置数据索引模块140，用于根据所有瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到任一瓦片数据在索引文件中的位置数据。元数据信息得到模块150，用于根据位置数据计算对应瓦片数据在索引文件中的偏移位置和数据长度，根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息。数据文件写入模块160，用于判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息。时间编号得到模块170，用于根据索引文件文件头中的时间列表，获取时间信息在索引文件中的时间编号。瓦片数据存入模块180，用于根据瓦片数据在索引文件中的位置数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

具体的，各瓦片数据对应的元数据信息包含该瓦片数据20个时间点的所有瓦片数据，将时间编号、偏移量和长度信息写入索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中，以实现将多时相数据存储在一个数据库中。不仅方便了用户进行读取、迁移和备份，也适用于长期、连续的影像数据存储需求。通过该多时相影像管理数据库数据写入方法将影像数据写入数据库中后，当需要读取数据库中某一个瓦片数据时，只需要根据该瓦片数据的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到该瓦片数据在索引文件中的位置数据，进而得到该瓦片数据对应的元数据信息，从而查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以此读取对应的图片数据。

在本实施例的一些实施方式中，上述瓦片数据得到模块130包括：完整性检测单元，用于检测任一瓦片数据的完整性，若存在瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像。数据拼接单元，用于利用完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。具体的，若存在瓦片数据不完整，则根据该瓦片数据的时间信息，从数据库中调取与该瓦片数据的坐标数据一致，且与时间信息尽可能相近的完整图像。从而可以通过该完整图像对该瓦片数据进行数据拼接，以保证瓦片数据的完整性。

在本实施例的一些实施方式中，上述多时相影像管理数据库数据写入装置100还包括：返回模块，用于若存在，则返回影像数据写入失败的消息。从而防止相同影像数据重复写入该多时相影像管理数据库。

在本实施例的一些实施方式中，上述时间编号得到模块170包括：时间编号获取单元，用于查找时间信息是否记录在时间列表中，若存在，则获取该时间信息在时间列表中的时间编号。时间编号存入单元，用于若不存在，则将该时间信息写入索引文件文件头中，并对该时间信息进行时间编号，将该时间信息的时间编号存入时间列表中。

在本实施例的一些实施方式中，上述根据坐标范围信息和分辨率范围信息创建索引文件的同时，设置索引文件中单个瓦片数据的时间点存储数量。具体的，可以根据实际需要选择时间点存储数量，在存储有多时相影像数据的数据库中，一次读取可获取多个时间点瓦片数据的信息。

请参照图4，图4所示为本发明实施例提供的一种多时相影像管理数据库数据读取装置200的结构框图。一种多时相影像管理数据库数据读取装置200，其包括：待读取信息获取模块210，用于获取待读取信息，待读取信息包括待读取信息的（x，y，z）坐标数据、投影类型信息和时间参数。位置数据得到模块220，用于根据待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息，得到待读取信息在索引文件中的位置数据。元数据信息计算模块230，用于根据待读取信息的位置数据计算待读取信息在索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据偏移位置和数据长度读取索引文件中对应的位置的数据，以得到待读取信息对应的元数据信息。图片数据读取模块240，用于判断待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。

上述实现过程中，该多时相影像管理数据库数据读取方法首先通过多时相影像管理数据库数据写入方法，预写入多个影像数据。然后当需要读取数据库中的信息时，利用待读取信息的（x，y，z）坐标数据和投影类型信息确定待读取信息在索引文件中的位置数据。然后通过位置数据计算偏移位置和数据长度，以读取得到元数据信息，从而完成第一次IO操作。然后根据待读取信息的时间参数，读取时间与该时间参数最相近的瓦片数据，并根据该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，将对应的图片数据从数据文件中读取出来，以完成第二次IO操作。该方法利用第一次IO操作读取元数据信息，并以元数据信息为基础，利用第二次IO操作将对应的图片数据从数据文件中读取出来，不仅达到了在存有海量地理数据的数据库中进行高效快捷索引的效果，而且极大限度减少了索引过程中对硬盘的压力。

在本实施例的一些实施方式中，上述图片数据读取模块240包括：时间覆盖信息获取单元，用于判断待读取信息是否为时间覆盖信息，若是，则查找对应元数据信息中的所有时间点。具体的，对用户的读取请求即待读取信息进行判断，若用户请求获取的是时间覆盖信息即与该待读取信息坐标数据一致的所有瓦片数据的时间点。

请参阅图8，图8为本申请实施例提供的电子设备的一种示意性结构框图。电子设备包括存储器101、处理器102和通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，如本申请实施例所提供的一种多时相影像管理数据库数据写入装置100和一种多时相影像管理数据库数据读取装置200对应的程序指令/模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-OnlyMemory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM），电可擦除只读存储器（Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。

处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（NetworkProcessor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital Signal Processing，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解，图8所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图8中所示更多或者更少的组件，或者具有与图8所示不同的配置。图8中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种多时相影像管理数据库数据写入方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取目标区域的影像数据，所述影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件；

根据所述坐标范围信息和所述分辨率范围信息创建索引文件；

对所述影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据所述坐标范围信息和所述分辨率范围信息对所述多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的(x，y，z)坐标数据，任一所述瓦片数据包含图片数据；

根据所有所述瓦片数据的(x，y，z)坐标数据和所述投影类型信息，得到任一所述瓦片数据在所述索引文件中的位置数据；

根据所述位置数据计算对应瓦片数据在所述索引文件中的偏移位置和数据长度，根据所述偏移位置和所述数据长度读取所述索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息；

判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息；

根据索引文件文件头中的时间列表，获取所述时间信息在索引文件中的时间编号；

根据所述瓦片数据在所述索引文件中的位置数据，将所述时间编号、所述偏移量和所述长度信息写入所述索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

2.根据权利要求1所述的多时相影像管理数据库数据写入方法，其特征在于，对所述影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据的步骤包括：

检测任一所述瓦片数据的完整性，若存在所述瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像；

利用所述完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。

3.根据权利要求1所述的多时相影像管理数据库数据写入方法，其特征在于，所述判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在的步骤之后，还包括：

若存在，则返回影像数据写入失败的消息。

4.根据权利要求1所述的多时相影像管理数据库数据写入方法，其特征在于，所述根据索引文件文件头中的时间列表，获取所述时间信息在索引文件中的时间编号的步骤包括：

查找所述时间信息是否记录在时间列表中，若存在，则获取该时间信息在所述时间列表中的时间编号；

若不存在，则将该时间信息写入索引文件文件头中，并对该时间信息进行时间编号，将该时间信息的时间编号存入时间列表中。

5.根据权利要求1所述的多时相影像管理数据库数据写入方法，其特征在于，根据所述坐标范围信息和所述分辨率范围信息创建索引文件的同时，设置索引文件中单个瓦片数据的时间点存储数量。

6.一种多时相影像管理数据库数据读取方法，其特征在于，包括利用权利要求1-5中任一项所述的多时相影像管理数据库数据写入方法，预写入多个影像数据，所述多时相影像管理数据库数据读取方法包括如下步骤：

获取待读取信息，所述待读取信息包括所述待读取信息的(x，y，z)坐标数据、投影类型信息和时间参数；

根据所述待读取信息的(x，y，z)坐标数据和投影类型信息，得到所述待读取信息在所述索引文件中的位置数据；

根据所述待读取信息的位置数据计算所述待读取信息在所述索引文件中的偏移位置和数据长度，并根据所述偏移位置和所述数据长度读取所述索引文件中对应的位置的数据，以得到所述待读取信息对应的元数据信息；

判断所述待读取信息是否为影像信息，若是，则查找对应元数据信息中与所述时间参数时间最相近的瓦片数据，并获取该瓦片数据在数据文件中的偏移量和长度参数，以从数据文件中读取对应的图片数据。

7.根据权利要求6所述的多时相影像管理数据库数据读取方法，其特征在于，判断所述待读取信息是否为影像信息的步骤包括：

判断所述待读取信息是否为时间覆盖信息，若是，则查找对应元数据信息中的所有时间点。

8.一种多时相影像管理数据库数据写入装置，其特征在于，包括：

影像数据获取模块，用于获取目标区域的影像数据，所述影像数据包括时间信息、坐标范围信息、分辨率范围信息、投影类型信息和影像图片文件；

索引文件创建模块，用于根据所述坐标范围信息和所述分辨率范围信息创建索引文件；

瓦片数据得到模块，用于对所述影像数据进行数据切片，得到多个瓦片数据，根据所述坐标范围信息和所述分辨率范围信息对所述多个瓦片数据进行顺序排列，得到所有瓦片数据的(x，y，z)坐标数据，任一所述瓦片数据包含图片数据；

位置数据索引模块，用于根据所有所述瓦片数据的(x，y，z)坐标数据和所述投影类型信息，得到任一所述瓦片数据在所述索引文件中的位置数据；

元数据信息得到模块，用于根据所述位置数据计算对应瓦片数据在所述索引文件中的偏移位置和数据长度，根据所述偏移位置和所述数据长度读取所述索引文件中对应的位置的数据，以得到该瓦片数据对应的元数据信息；

数据文件写入模块，用于判断同一时间信息的已存入影像数据是否存在，若不存在，则将图片数据写入数据文件中，并在写入过程中得到该图片数据在数据文件中的偏移量和长度信息；

时间编号得到模块，用于根据索引文件文件头中的时间列表，获取所述时间信息在索引文件中的时间编号；

瓦片数据存入模块，用于根据所述瓦片数据在所述索引文件中的位置数据，将所述时间编号、所述偏移量和所述长度信息写入所述索引文件中与对应元数据信息相匹配的位置中。

9.根据权利要求8所述的多时相影像管理数据库数据写入装置，其特征在于，所述瓦片数据得到模块包括：

完整性检测单元，用于检测任一所述瓦片数据的完整性，若存在所述瓦片数据不完整，则调取该瓦片数据的完整图像；

数据拼接单元，用于利用所述完整图像对该瓦片数据进行数据拼接。

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