CN116342820A - 栅格数据配色发布系统、方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种栅格数据配色发布系统、方法和计算机可读存储介质，栅格数据配色发布系统包括处理器、存储器和栅格数据配色单元，栅格数据配色单元包括WMTS服务模块、图层管理器模块和配色管理器模块；其中，配色管理器模块独立于图层管理器模块设置，使得栅格数据所在的图层和栅格数据配色方案相互分离。本发明在不变动栅格数据和图层的前提下，提供了独立的配色管理功能，使得用户可以根据自身需求制定个性化的栅格数据配色方案，既满足了用户对栅格数据发布的个性化需求，又避免了大量冗余图层干扰的问题。

Description

栅格数据配色发布系统、方法和计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域，尤其涉及栅格数据配色发布系统、方法和计算机可读存储介质。
背景技术
在当前的地理信息技术中，栅格数据通用的比较好的发布方案是基于Geoserver进行发布，即其配色方案通过QGIS(Quantum Geographic Information System)进行配置后导出Geoserver支持的格式并进行发布。若需要支持不同的配色方案展示，则发布多个不同配色方案的服务。在此情况下，虽然Geoserver可以对一套栅格数据发布多套配色方案，但这些配色方案发布的服务仍然是静态的不可更改的，若客户有新的配色方案需求，或者需要修改当前配色方案中的阈值等参数，只能通过重新发布一个服务来实现。如此一来，就需要不停发布新服务，来满足用户个性化的需求。这种方式应用不够灵活，对于不是自己发布的服务，用户的个性化配色需求就无法满足；即使是用户可控的服务器，频繁发布大量服务，也不利于服务器的稳定性；且个性化的需求都在服务端发布，会对其他用户造成大量冗余图层干扰。
发明内容
鉴于此，本发明提供栅格数据配色发布系统、方法和计算机可读存储介质，通过对Web地图瓦片服务(WMTS：Web Map Tile Service)进行服务扩展，增加栅格数据的配色方案参数，设置用户自定义配色方案接口，在不重新发布服务的前提下，使得用户可以通过接口提交自己的配色方案，提交成功后，可以使用自己的配色方案进行服务栅格数据的访问，整个过程中的栅格数据及图层不发生变动，在满足个性化需求的同时，也不会影响其他用户的使用。
本发明的第一方面提供了一种栅格数据配色发布系统，包括处理器、存储器和栅格数据配色单元；所述栅格数据配色单元包括WMTS服务模块、图层管理器模块和配色管理器模块；其中，所述配色管理器模块独立于所述图层管理器模块设置，使得栅格数据所在的图层和栅格数据配色方案相互分离。
可选地，所述配色管理器模块提供用户自定义配色方案接口和获取配色方案列表接口，其中：所述用户自定义配色方案接口允许用户设置自定义栅格数据配色方案；所述获取配色方案列表接口接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表。
可选地，所述WMTS服务模块提供GetCapabilities接口和GetTile接口，并对所述GetTile接口进行支持配色方案参数的参数扩展，经参数扩展后的GetTile接口允许WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。
可选地，所述WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：若用户提交的请求包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则从所述配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；若用户提交的请求中未包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。
可选地，所述图层管理器模块提供创建图层接口、删除图层接口和发布图层接口；其中：所述创建图层接口接收系统发出的关于创建图层的指令；所述删除图层接口接收系统发出的关于删除图层的指令；所述发布图层接口接收系统发出的关于发布图层的指令。
可选地，还包括与所述图层管理器模块相互关联的栅格文件管理器模块，所述栅格文件管理器模块提供添加文件接口、删除文件接口和查询统计接口；其中：所述添加文件接口接收系统发出的关于添加栅格文件的指令；所述删除文件接口接收系统发出的关于删除栅格文件的指令；所述查询统计接口接收系统发出的关于查询统计栅格文件的指令。
本发明的第二方面提供了一种栅格数据配色发布方法，该方法基于所述栅格数据配色发布系统实现，所述栅格数据配色发布方法包括：对WMTS服务模块进行支持配色方案参数的参数扩展；用户通过配色管理器模块设置自定义栅格数据配色方案，接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表；WMTS服务模块实时获取用户提交的请求并进行配色渲染。
可选地，所述栅格数据配色发布方法还包括：WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。
可选地，所述WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：若用户提交的请求包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则从所述配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；若用户提交的请求中未包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。
本发明的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述栅格数据配色发布方法。
本发明通过将栅格数据和配色方案分离设置，在不变动栅格数据和图层的前提下，提供了独立的配色管理功能，使得用户可以根据自身需求制定个性化的栅格数据配色方案；通过对WMTS服务口进行支持配色方案参数的参数扩展，使得WMTS服务支持了配色方案参数，并能够根据用户提交的请求选择渲染方式，在获取栅格瓦片时实施进行动态配色，既满足了用户对栅格数据发布的个性化需求，又避免了大量冗余图层干扰的问题。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构及方法步骤实现并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。
图1为本发明栅格数据动态配色发布服务模块关系示意图
图2为本发明实施例中配色方案JSON模板文件示意图
图3为本发明实施例中GetTile接口处理方法流程图
图4为全国数字高程模型默认配色下某局部区域的高程栅格显示效果图
图5为本发明配色方案管理模块自定义配色后的局部区域高程栅格数据显示效果图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
为方便理解，在介绍本发明实施例之前，首先对本发明所涉及到的部分技术术语进行解释：
栅格数据(RasterData)：栅格数据就是将空间分割成有规律的网格，每一个网格称为一个单元，并在各单元上赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式。常用的遥感影像数据、高程数据等都是栅格数据。前者每个像素记录一个地理网格单元的光谱信息；后者每个像素记录一个地理网格单元的高程信息。
波段(Band)：又称通道，遥感影像中，会将同一位置同一时间不同波长拍摄的信息存储在不同的波段中。若多个波段存储为一个栅格文件，则称之为多波段栅格数据；若每个栅格文件仅存储一个波段，则称为单波段栅格数据。例如，可以将栅格数据中不同行业的业务信息(NDVI值，土壤含水量，二氧化碳含量等)中的每一个记录在不同的波段。
数字高程模型(DEM：Digital Elevation Model)：是通过有限的地形高程栅格数据实现对地面地形的数字化模拟，是一种以高程信息作为单一波段的栅格数据。
图层(Layer)：一个图层可以有一个或者多个栅格数据组成，由于栅格数据存在分幅或者分景存储，需要支持多个连续的同性质的栅格数据作为一个图层统一配色对外服务。例如全国数字高程模型栅格数据会按照国标存储为大量的图幅文件，用户浏览栅格数据时不需要关注文件的存储方式，只需要统一发布为一个图层并统一按照全国高程范围(约-100～9000)进行配色，用户即可连续浏览全国高程栅格数据。因此，图层可以作为对外服务的基本单位。
Web地图瓦片服务(WMTS：Web Map Tile Service)：Web地图瓦片服务是开放地理空间信息联盟(OGC：Open Geospatial Consortium)制定的一种瓦片地图服务标准，按照该标准发布的地图服务，所有支持此标准的软件都可以直接加载使用。
GetTile：WMTS瓦片获取接口，能够指定图层、级别、行号、列号，并获取指定格式的瓦片地图。
GetCapabilities：WMTS标准接口，用于获取服务器元数据，返回xml文件，描述服务器提供的WMTS图层、瓦片规则等信息。
下面结合附图对本发明的实施方式做详细、清楚的描述。
本发明第一个实施例提供一种栅格数据配色发布系统，包括处理器、存储器和栅格数据配色单元；栅格数据配色单元包括WMTS服务模块(WMTSService)、图层管理器模块(LayerManager)和配色管理器模块(ColorSchemeManager)；其中，配色管理器模块独立于图层管理器模块设置，使得栅格数据所在的图层和栅格数据配色方案相互分离。图1所示为本发明栅格数据配色发布系统的栅格数据配色单元模块示意图(其中带“+”的为该模块提供的接口功能)。传统的栅格数据在发布时，栅格数据配色方案是绑定在栅格数据图层上的，即栅格数据一旦发布为图层，配色就固定不能更改。如图1所示，本发明实施例给出的栅格数据配色发布系统，能够将栅格数据的图层和配色方案进行分离。
可选地，配色方案管理模块提供用户自定义配色方案(addColors)接口和获取配色方案列表(getColors)接口。用户自定义配色方案接口允许用户设置自定义栅格数据配色方案；获取配色方案列表接口接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表。具体地，配色方案的格式可以采用任意一种文本交换格式(如json，xml，或普通文本)。如图2所示，使用常规的JSON(JavaScript Object Notation)模板文件作为自定义配色方案的交换格式，其分段设计和各参数(标签名)的具体含义如下：
Figure BDA0004102825100000051
可选地，该JSON模板文件能够支持离散颜色和/或连续渐变模式。
可选地，WMTS服务模块提供GetCapabilities接口和GetTile接口，并对GetTile接口进行支持配色方案参数的参数扩展，经参数扩展后的GetTile接口允许WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。具体地，对OGC的标准GetTile接口进行参数扩展，支持了配色方案参数color_scheme(该参数用于指定用户使用的配色方案)，并能够根据用户提交的请求选择渲染方式。
图3所示为本发明实施例中的栅格数据配色发布方法流程图，该流程图给出了WMTS服务模块实现渲染方式选择和发布的具体流程。WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：若用户提交的请求包含配色方案参数，WMTS服务模块则从配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；若用户提交的请求中未包含配色方案参数，WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。具体地，在接收到渲染指令后，WMTS服务模块将首先进行参数解析，并判断用户提交的请求中是否包含配色方案参数color_scheme；若用户提交的请求包含配色方案参数color_scheme，WMTS服务模块则将从配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；若用户提交的请求中未包含配色方案参数color_scheme，则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染；经过渲染后的栅格瓦片图层会被系统发布并返回给请求方。
可选地，图层管理器模块提供创建图层(addLayer)接口、删除图层(removeLayer)接口和发布图层(publishLayer)接口，并相应地负责栅格数据图层的创建、删除和发布。具体地，创建图层接口接收系统发出的关于创建图层的指令；删除图层接口接收系统发出的关于删除图层的指令；发布图层接口接收系统发出的关于发布图层的指令。具体地，在WMTS服务模块发出请求时，WMTS服务模块能够实时获取由用户定制好的个性化配色方案，根据该个性化配色方案进行实时配色渲染并发布栅格瓦片，这使得同一个栅格数据图层中的不同用户可以根据自己的需求定制不同的配色方案并进行管理。例如，如果发布一个全国的高程服务，默认会给一个适配全国高程范围的配色；如果用户的应用范围在局部地区，用户可以根据自己的地理位置的高程范围进行配色，以获得更细致的分类显示效果。
如图4、图5示出了本发明的一个具体应用实例，图4所示为本实施例中的全国数字高程模型默认配色下某局部区域的高程栅格显示效果图。由于该局部区域范围内的高程差值较小，因此在全国范围内的数字高程模型默认配色中，该区域对应到了基本相同的配色，无法清晰体现区域内部的高程差变化。图5所示为在不改变栅格数据图层的前提下，使用本实施例中的配色方案管理模块对相同范围的局部区域进行自定义配色后的效果图。可以看出，使用经过用户自定义后的配色方案能够明显区分局部区域范围内细小高程差的颜色区别，能够更清晰地体现地貌特征。
可选地，栅格数据配色发布系统还包括与图层管理器模块相互关联的栅格文件管理器模块(ImageManager)，栅格文件管理器模块提供添加文件接口(addImage)、删除文件(removeImage)接口和查询统计(searchImage)接口，能够实现对图层栅格文件的添加、删除和查询统计功能。具体地，添加文件接口接收系统发出的关于添加栅格文件的指令；删除文件接口接收系统发出的关于删除栅格文件的指令；查询统计接口接收系统发出的关于查询统计栅格文件的指令。
可选地，栅格数据配色发布系统还包括第一加速模块和/或第二加速模块(未示出)。第一加速模块、第二加速模块可分别独立使用，也可以叠加使用，第一加速模块和/或第二加速模块的设置能够缩短栅格数据配色发布系统对用户请求的反馈时间。
可选地，第一加速模块可以将栅格数据预先处理为适合WMTS标准规则的瓦片大小，保存在加速服务器上。例如，可采取mongo数据库方式进行保存；这样在瓦片请求的时候，不需要从原始栅格数据重新切取瓦片范围，直接从加速服务器上获取栅格瓦片，映射色彩即可；如此设置的第一加速模块，可以缩短在栅格数据发布服务过程中，从整体数据中获取用户请求的瓦片部分栅格数据的时间。
可选地，第二加速模块对用户已访问过的瓦片显示数据直接进行缓存。后续用户在访问同一瓦片同一配色方案时，可直接返回瓦片图，不需要任何计算，其中缓存栅格数据的清理规则可以叠加使用时间优先和访问频次优先的方案。
本发明第二个实施例提供了一种栅格数据配色发布方法，该方法基于栅格数据配色发布系统实现，栅格数据配色发布方法包括：对WMTS服务模块进行支持配色方案参数的参数扩展；用户通过配色管理器模块设置自定义栅格数据配色方案，接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表；WMTS服务模块实时获取用户提交的请求并进行配色渲染。
可选地，栅格数据配色发布方法还包括：WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。
可选地，WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：若用户提交的请求包含配色方案参数，WMTS服务模块则从配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；若用户提交的请求中未包含配色方案参数，WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。
本发明的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现栅格数据配色发布方法。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。其中的存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明上述方法实施例中的栅格数据配色发布方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现本发明方法实施例中的栅格数据配色发布方法。
本发明通过栅格数据和配色方案分离，进行配色方案管理，开放自定义配色方案接口，实现了用户个性化需求由用户自己做主，服务管理员仅需要进行最基本的栅格数据发布，既实现了用户的个性化栅格数据展示需求，又避免了大量冗余图层干扰以及频繁更改服务器、频繁发布服务等问题。
需要明确的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种栅格数据配色发布系统，包括处理器、存储器和栅格数据配色单元，其特征在于：
所述栅格数据配色单元包括WMTS服务模块、图层管理器模块和配色管理器模块；
其中，所述配色管理器模块独立于所述图层管理器模块设置，使得栅格数据所在的图层和栅格数据配色方案相互分离。
2.根据权利要求1所述的栅格数据配色发布系统，其特征在于，所述配色管理器模块提供用户自定义配色方案接口和获取配色方案列表接口，其中：
所述用户自定义配色方案接口允许用户设置自定义栅格数据配色方案；
所述获取配色方案列表接口接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表。
3.根据权利要求1或2所述的栅格数据配色发布系统，其特征在于：
所述WMTS服务模块提供GetCapabilities接口和GetTile接口，并对所述GetTile接口进行支持配色方案参数的参数扩展，经参数扩展后的GetTile接口允许WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。
4.根据权利要求3所述的栅格数据配色发布系统，其特征在于，所述WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：
若用户提交的请求包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则从所述配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；
若用户提交的请求中未包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。
5.根据权利要求1所述的栅格数据配色发布系统，其特征在于，所述图层管理器模块提供创建图层接口、删除图层接口和发布图层接口；其中：
所述创建图层接口接收系统发出的关于创建图层的指令；所述删除图层接口接收系统发出的关于删除图层的指令；所述发布图层接口接收系统发出的关于发布图层的指令。
6.根据权利要求5所述的栅格数据配色发布系统，其特征在于，还包括与所述图层管理器模块相互关联的栅格文件管理器模块，所述栅格文件管理器模块提供添加文件接口、删除文件接口和查询统计接口；其中：
所述添加文件接口接收系统发出的关于添加栅格文件的指令；所述删除文件接口接收系统发出的关于删除栅格文件的指令；所述查询统计接口接收系统发出的关于查询统计栅格文件的指令。
7.一种栅格数据配色发布方法，基于权利要求1的栅格数据配色发布系统实现，其特征在于，所述栅格数据配色发布方法包括：
对WMTS服务模块进行支持配色方案参数的参数扩展；
用户通过配色管理器模块设置自定义栅格数据配色方案，接收由用户设置的自定义栅格数据配色方案列表；
WMTS服务模块实时获取用户提交的请求并进行配色渲染。
8.根据权利要求7所述的栅格数据配色发布方法，其特征在于，所述栅格数据配色发布方法还包括：
WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式。
9.根据权利要求8所述的栅格数据配色发布方法，其特征在于，所述WMTS服务模块根据用户提交的请求选择配色渲染方式包括：
若用户提交的请求包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则从所述配色方案管理器模块中获取相应的配色方案，并基于所获取到的配色方案对栅格瓦片进行实时渲染；
若用户提交的请求中未包含所述配色方案参数，所述WMTS服务模块则基于图层默认的配色方案对栅格瓦片进行直接渲染。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求7至9中任一项所述方法。
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