一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法技术

本发明专利技术公开了一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法，该方法涉及地理空间数据处理技术领域，利用所有的分幅栅格数据，构建出矢量形式的空间分布图；建立该矢量空间分布图与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系；对地理范围与矢量空间分布图进行空间相交运算，将地理范围的面要素“化整为零”，得到带有地理范围与图幅范围信息的多个子面要素；按照相应的映射关系，提取得到各个子面要素的栅格数据；将相同地理范围子面要素的栅格数据进行镶嵌，合并得到该地理范围的栅格数据。本发明专利技术可实现提取大量跨越分幅栅格数据的地理范围内栅格数据，解决了现有技术自动化程度低、对计算机内存配置要求高和缺乏统一形式化描述框架的问题，有益于降低地理信息数据处理成本，提高生产效率。

Method for extracting raster raster data across geographic range

The invention discloses a method for extracting the crossing map framing the geographical scope of raster data, the method relates to the technical field of geospatial data processing, using framing all raster data, construct the distribution form of vector space; mapping the spatial distribution map of the corresponding vector and raster data framing index path; the geographical scope and spatial distribution of space vector intersection, \the geographical scope of the surface elements will get more sub surface, break up the whole into parts\ elements with geographical scope and map information; according to the corresponding mapping relation extraction, raster data of all sub surface elements; the raster data elements of the same geographical scope of sub surface mosaic, combined the geographical scope of the raster data. The invention can realize the extraction of large raster data framing across the geographic range raster data, solves the low degree of automation, computer memory requirements and lack of unified formal description framework, contributes to the reduction of geographic information data processing cost, improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法
本专利技术涉及地理空间数据处理
，具体涉及的是一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法。
技术介绍
随着地理信息与航空航天技术的发展，海量的栅格数据被一幅幅图幅顺次存储下来，用以记录和分析地球表面的自然、社会活动过程。栅格数据是以场的方式来表达在一定空间范围内，且具有连续分布的特征实体的一种空间数据，其具体形式包括栅格数字地图、航空航天影像、数字高程模型等。栅格数据主要表达的对象不仅具有连续分布的特征，同时也具有地理空间范围特征。因此，栅格数据在基本的数字图像存储部分之外，还包括对应于该图像的地理信息部分，如坐标系、参考椭球、空间分辨率、坐标信息等。这些按图幅存储的栅格数据，以像元为基本单位来记录大片地理区域的地表过程，其数据存储量往往较大。同时，其空间范围呈规则的平面几何形状，如具有一定长度和宽度的矩形，或者瓦片形。多幅栅格数据通过有组织的排列，对相关地表区域进行相互间具有一定重叠的全面覆盖，形成对该区域内自然和社会过程的全面记录。以特定地理空间范围的地表为研究区域进行分析时，需收集可以完全覆盖该空间范围的一定图幅数量的栅格数据。通常，研究区域可能是某个国家、地区的行政区，也可能是某条河流的流域，其占据的空间范围形状多样。因此，研究区域的地理空间范围与栅格空间数据的空间范围并不相同，甚至具有较大差异。研究区域的地理空间范围可能完全在一幅栅格数据的空间范围内，也可能超出该范围，即发生跨越多幅栅格数据的情况。为了获取研究区域的栅格数据，需要按其空间范围的确切边界，在一幅或者多幅栅格数据的基础上，提取出边界内部的栅格数据。这涉及到地理空间数据处理中的图像镶嵌和裁剪过程。图像镶嵌是将多幅栅格数据按照各自的地理信息(主要是坐标与空间范围信息)拼接在一起，构成一幅栅格数据的过程。裁剪是将一整幅栅格数据按照指定的地理空间范围，保留其边界内部数据的过程。综合利用镶嵌和裁剪手段，可达到从众多按图幅存储的栅格数据中准确提取出研究区域的栅格数据的目的。在提取研究区域的栅格数据时，可能面对以下三种情况：(1)研究区域的空间范围完全在一幅栅格数据的空间范围内，即不跨越图幅的情况；(2)研究区域的空间范围少部分超出一幅栅格数据的空间范围，即跨越少量图幅的情况；(3)研究区域的空间范围多部分超出一幅栅格数据的空间范围，即跨越大量图幅的情况。现有技术在处理这三种情况时，一般是采用了如下的技术方式：在不跨越图幅的情况下，需要将研究区域的地理空间范围数据(一般以矢量数据的形式来表达其地理空间范围)直接叠加在相应图幅的栅格数据之上，利用该矢量数据裁剪栅格数据，直接提取出研究区地理空间范围的栅格数据；在跨越少量图幅的情况下，需要将相应图幅的栅格数据一一找出，然后将这些栅格数据镶嵌为一整幅大的栅格数据，此时研究区域的地理空间范围已被包括在这幅大的栅格数据内，即可利用矢量数据裁剪该栅格数据，间接提取出研究区地理空间范围的栅格数据；在跨越大量图幅的情况下，需要将相应大量图幅的栅格数据一一找出，然后将这些栅格数据镶嵌为一整幅巨大的栅格数据，此时研究区域的地理空间范围已被包括在这幅巨大的栅格数据内，即可利用矢量数据裁剪该栅格数据，间接提取出研究区地理空间范围的栅格数据。现有技术存在的问题主要在于以下几个方面。首先，相应图幅的查找工作对人工依赖性较强，自动化程度不高。在查找完全覆盖研究区域的栅格数据时，需要在地理信息软件中将研究区的矢量数据作为基准范围，依次加入多个图幅的栅格数据，直到这些图幅的栅格数据完全而又互不重复地覆盖住研究区域的地理范围，进而记录下这些栅格数据。这些栅格数据对基准范围的完全覆盖与否是由操作人员，通过目视对比的方式完成的。其次，对计算机内存占用耗费大，适用性不强。当研究区域跨越的图幅数量较多时，在镶嵌操作时需加载大量的栅格数据，对于计算机内存的耗费较大；同时，在裁剪操作时，需将镶嵌得出的一幅大的栅格数据输入内存，这一过程对于内存较小的计算机来说难以完成。该现象导致进行地理空间数据处理的计算机对配置要求较严格，难以适用于普通配置的个人计算机。最后，大量跨图幅研究区域的栅格数据提取时，作业量巨大。单个研究区域的栅格数据提取时，其作业量取决于跨越的分幅栅格数据图幅的数量；当面对大量的跨图幅研究区域时，其总作业量为单个研究区域作业量的图幅数次方倍，作业量急剧增大。造成这些问题的主要原因在于：尽管栅格数据自身带有地理空间范围特征，但其存在形式是以行和列排列的像元集合，难以与研究区域的地理范围直接进行空间运算，因此，其空间关系的判别不得不依赖人工目视判别的方式来处理；对各个地理范围的栅格数据提取均是视其地理范围为一个整体来处理，在保证该整体的完整性的条件下，不得不先将多幅栅格数据镶嵌为一大幅栅格数据，然后再进行裁剪操作，这种限制造成该处理对计算机内存占用大，以及处理多个研究区域时作业量大的问题。
技术实现思路
基于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法，以解决现有技术中存在的前述问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法，该方法利用所有的分幅栅格数据，构建出矢量形式的空间分布图；建立该矢量空间分布图与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系；对地理范围与矢量空间分布图进行空间相交运算，将地理范围的面要素“化整为零”，得到带有地理范围与图幅范围信息的多个子面要素；按照相应的映射关系，提取得到各个子面要素的栅格数据；将相同地理范围子面要素的栅格数据进行镶嵌，合并得到该地理范围的栅格数据。该方法的步骤可以概括为：(a).将所有的分幅栅格数据，利用其各自包含的地理空间信息，计算出矢量的覆盖范围，进而构建出这些栅格数据的矢量空间分布图；(b).构建由步骤(a)得出的矢量空间分布图上各个面要素与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系，使其为一一映射关系；(c).将待提取的研究区域地理范围数据与空间分布图做空间相交运算，使得研究区域地理范围各面要素被空间分布图上该范围内多个面要素分为多个子面要素，并记录下该子面要素的空间范围在地理范围和空间分布图所属的两个面要素代号；(d).利用由步骤(c)得出的研究区地理范围各子面要素在空间分布图的面要素代号与相应索引路径对应关系，获得分幅的栅格数据，将子面要素直接叠加在该栅格数据上，裁剪得到子面要素的栅格数据；(e).在步骤(c)得出的多个子面要素数据的基础上，搜索带有研究区域相同面要素代号信息的所有子面要素，将这些子面要素的栅格数据合并，镶嵌为该研究区域的栅格数据。本专利技术的进一步方案，在步骤(a)中所述在构建栅格数据的矢量空间分布图上，应确保每个面要素的地理位置和空间范围与相应的分幅栅格数据有效，数据覆盖范围相同，且相邻面要素间的空间关系为相邻关系。本专利技术的再进一步方案，在步骤(c)中，所述待提取的研究区域地理范围数据若不是面要素类型的矢量数据，需先利用矢量化算法转换为矢量数据，再利用空间相交运算将研究区域地理范围各面要素被空间分布图上该范围内多个面要素分为多个子面要素。本专利技术的再进一步方案，在步骤(c)～(e)中，所述子面要素在空间分布图的面要素代号与相应索引路径映射关系，获得分幅的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法，其特征在于：利用所有的分幅栅格数据，构建出矢量形式的空间分布图；建立该矢量空间分布图与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系；对地理范围与矢量空间分布图进行空间相交运算，将地理范围的面要素“化整为零”，得到带有地理范围与图幅范围信息的多个子面要素；按照相应的映射关系，提取得到各个子面要素的栅格数据；将相同地理范围子面要素的栅格数据进行镶嵌，合并得到该地理范围的栅格数据；本方法具体包括以下步骤：(a).将所有的分幅栅格数据，利用其各自包含的地理空间信息，计算出矢量的覆盖范围，进而构建出这些栅格数据的矢量空间分布图；(b).构建由步骤(a)得出的矢量空间分布图上各个面要素与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系，使其为一一映射关系；(c).将待提取的研究区域地理范围数据与空间分布图做空间相交运算，使得研究区域地理范围各面要素被空间分布图上该范围内多个面要素分为多个子面要素，并记录下该子面要素的空间范围在地理范围和空间分布图所属的两个面要素代号；(d).利用由步骤(c)得出的研究区地理范围各子面要素在空间分布图的面要素代号与相应索引路径对应关系，获得分幅的栅格数据，将子面要素直接叠加在该栅格数据上，裁剪得到子面要素的栅格数据；(e).在步骤(c)得出的多个子面要素数据的基础上，搜索带有研究区域相同面要素代号信息的所有子面要素，将这些子面要素的栅格数据合并，镶嵌为该研究区域的栅格数据。...

【技术特征摘要】
1.一种提取跨图幅地理范围分幅栅格数据的方法，其特征在于：利用所有的分幅栅格数据，构建出矢量形式的空间分布图；建立该矢量空间分布图与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系；对地理范围与矢量空间分布图进行空间相交运算，将地理范围的面要素“化整为零”，得到带有地理范围与图幅范围信息的多个子面要素；按照相应的映射关系，提取得到各个子面要素的栅格数据；将相同地理范围子面要素的栅格数据进行镶嵌，合并得到该地理范围的栅格数据；本方法具体包括以下步骤：(a).将所有的分幅栅格数据，利用其各自包含的地理空间信息，计算出矢量的覆盖范围，进而构建出这些栅格数据的矢量空间分布图；(b).构建由步骤(a)得出的矢量空间分布图上各个面要素与相应分幅栅格数据索引路径的映射关系，使其为一一映射关系；(c).将待提取的研究区域地理范围数据与空间分布图做空间相交运算，使得研究区域地理范围各面要素被空间分布图上该范围内多个面要素分为多个子面要素，并记录下该子面要素的空间范围在地理范围和空间分布图所属的两个面要素代号；(d).利用由步骤(c)得出的研究区地理范围各子面要素在空间分布图的面要素代号与相应索引路径对应关系，获得分幅的栅格数据，将子面要素直接叠加在该栅格数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博宇，张宇硕，
申请(专利权)人：刘博宇，
类型：发明
国别省市：吉林,22