一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法和装置。该方法包括：1)根据LANDSAT遥感影像的分辨率确定全球等经纬度格网大小，并定义格网ID；2)根据一景LANDSAT影像的投影信息和边界范围，选择包含该景LANDSAT影像区域的格网；3)对格网进行投影转换，并进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网边界与LANDSAT影像的像素边界重合；4)读取格网范围内LANDSAT影像的切片数值，其形式为二维数组；5)对读取到的多个二维数组进行组织并构建索引。本发明专利技术能够保证LANDSAT影像数据无变形且像素无丢失，可支持快速直接读取LANDSAT影像数据的数值信息。

An adaptive grid partition method and device for LANDSAT image data

The invention relates to an adaptive grid partition method and a device for LANDSAT image data. The method includes: 1) determining the global isolongitude and latitude grid size according to the resolution of the LANDSAT remote sensing image, and defining the grid ID; 2) selecting the grid containing the LANDSAT image region according to the projection information and the boundary range of the LANDSAT image; 3) projecting the grid, translating the grid, and expanding the boundary buffer. To make the grid boundary coincide with the pixel boundary of the LANDSAT image; 4) to read the slice value of the LANDSAT image within the grid in the form of two-dimensional array; 5) to organize and index the read two-dimensional array. The invention can ensure that the LANDSAT image data has no deformation and no pixel loss, and can support fast and direct reading of the numerical information of the LANDSAT image data.

【技术实现步骤摘要】
一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法和装置
本专利技术属于地学和空间信息科学领域，涉及栅格数据存储和读取优化方法，尤其涉及一种提供栅格数据自适应格网剖分和存储的创新优化方法和装置。
技术介绍
遥感技术的快速发展使得覆盖全球的影像获取越来越方便，而且影像分辨率的提高使得影像的数据量呈几何级数递增，往往会达到几百个GB，甚至几十个TB。传统对地观测数据是基于原始存档数据，在数据格式和数据组织形式上都是保持着数据提供方式的原始格式，各类遥感数据的条带号标准不同，且存储格式多种多样，包括GeoTIFF，HDF，IMAGE，netCDF等。在数据使用时，不仅需在本地安装专业软件，还需具备大量的相关数据结构和数据读取知识，并根据用户的要求对于存档的数据进行复杂的处理，特别在全球尺度求解和大数据场景中会造成大量的数据冗余、数据处理非标准化、无法适应基于互联网的计算模式等问题，还会限制很多研究人员和使用者对这些资源的利用。因此，如何解决由于存在数据归档扩散，数据格式、命名不一致等造成数据访问困难的问题，已成为地学和空间信息科学以及多个科学研究领域中亟待解决的关键问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LANDSAT遥感影像数据的自适应格网剖分组织方法和装置，能够保证LANDSAT影像数据无变形且像素无丢失，同时支持快速直接读取LANDSAT影像数据的数值信息。本专利技术结合栅格数据自身的投影和边界范围信息，对全球等经纬度格网进行投影变换和边界缓冲扩展，以匹配栅格数据像素边界，使得该自适应格网不仅能够保证LANDSAT影像数据可以以切片形式无变形、无偏移的存储到N维数组内，还可保证无像素缺失。同时通过从时间/空间/频谱/传感器类型等多个维度构建多尺度、多维度的混合索引库，可实现LANDSAT影像数据中满足检索条件的数值的快速读取。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法，其步骤包括：1)根据LANDSAT遥感影像的分辨率确定全球等经纬度格网大小，并对格网ID进行定义；2)根据要进行剖分存储的一景LANDSAT影像的投影信息和边界范围，选择包含该景LANDSAT影像区域的格网；3)对选择的格网进行投影转换，使其与LANDSAT影像的投影方式一致，同时根据该景LANDSAT影像的像素分辨率和边界范围，对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网边界与LANDSAT影像的像素边界重合；4)读取格网范围内LANDSAT影像的切片数值，其形式为二维数组；5)根据时间/空间/频谱/传感器类型等属性对同一格网范围内读取到的多个二维数组进行组织并构建索引。该步骤采用适合网络共享的数据模型进行存储，同时构建索引。在所述步骤1)中，格网ID是通过该格网在整个全球等经纬度格网中的相对位置来确定的。在所述步骤2)中，每景LANDSAT影像所对应的格网可能为一个或多个，且LANDSAT影像采用平面坐标系统UTM投影(UniversalTransverseMercatorProjection，通用横轴墨卡托投影)，而格网为经纬度投影，所以需对LANDSAT影像的最小外包矩形投影转换到经纬度坐标后，再进行格网的选择。在所述步骤3)中，为保证LANDSAT影像进行剖分存储时无变形，且像素无丢失，需根据LANDSAT影像的像素分辨率和边界范围，对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，即对边界进行像素的增加，使得格网的边界与LANDSAT影像的像素边界平行，并与最外层像素边界重合。在所述步骤4)中，读取LANDSAT影像在该格网范围内的像素值，若像素值为空，或者像素值全部都为NoData，则不保存该格网范围内的二维数组；所述二维数组包括经度和纬度两个维度。在所述步骤5)中，从时间/空间/频谱/传感器类型等多个维度对多个同一格网范围内读取到的二维数组进行组织，得到多维数组，并构建各个维度的索引，便于后续数据的检索和查询。一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织装置，包括：格网定义单元，用于根据LANDSAT遥感影像的分辨率确定全球等经纬度格网大小，并定义格网ID；格网选择单元，用于根据要进行剖分存储的一景LANDSAT影像的投影信息和边界范围，选择包含该景LANDSAT影像区域的格网；边界重合单元，用于对选择的格网进行投影转换，使其与该景LANDSAT影像的投影方式一致，并对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网边界与该景LANDSAT影像的像素边界重合；数值读取单元，用于读取格网范围内该景LANDSAT影像的切片数值，其形式为二维数组；索引构建单元，用于对读取到的多个二维数组进行组织并构建索引。进一步地，所述索引构建单元从多个维度对多个同一格网范围内读取到的二维数组进行组织，得到多维数组，并构建各个维度的索引，以便于后续数据的检索和查询；所述多个维度包括时间、空间、频谱、传感器类型中的至少两种。一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序被配置为由所述处理器执行，所述计算机程序包括用于执行上面所述方法中各步骤的指令。本专利技术的有益效果在于：本专利技术根据LANDSAT影像的投影、边界和像素分辨率等信息，对全球等经纬度格网进行投影、平移和扩展变换，使得使用变换后的格网对LANDSAT影像数据进行切片划分和存储时，能够保证LANDSAT影像数据无变形，且像素无丢失。同时通过多维数组模型的存储和索引的构建，可支持快速直接读取LANDSAT影像数据的数值信息。附图说明图1是本实施例的LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法的流程图。图2为等经纬度格网划分及ID标识示意图。图3为由等经纬度格网根据LANDSAT影像进行自适应变换的结果示意图，其中包含了等经纬度格网边界和自适应格网边界，两者基本重合。图4为采用自适应格网进行LANDSAT影像切片数据读取的结果图。具体实施方式下面以对一景具体的LANDSAT影像(数据标识号为LC81240322014270LGN00)进行自适应格网剖分和存储为具体实施例，并配合附图，对本专利技术做进一步的说明。图1是本实施例的LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法的流程图，包括以下步骤：第一步骤：根据栅格数据分辨率设定全球等经纬度格网大小(grid_size)，格网ID定义为以经度0度，南纬90度为(0,0)，经度每增加一个格网宽度，Grid_X加1，纬度每增加一个格网高度，Grid_Y加1。本实施例中，针对LANDSAT影像的30米分辨率，格网大小采用0.5°*0.5°。给定经纬度坐标信息(x,y)，可通过下面的公式(1)和(2)计算该经纬度坐标所在格网的ID(Grid_X，Grid_Y)：Grid_X＝int((x+180)/grid_size),x∈[-180,180](1)Grid_Y＝int((y+90)/grid_size),y∈[-90,90](2)第二步骤：对LANDSAT影像的边界范围(最小外包矩形)进行投影变换，使其从UTM平面坐标投影转换为WGS84经纬度坐标投影，并根据投影转换后的LANDSAT影像边界范围选择包含LANDSAT影像区域的格网。本实施例中，影像LC81240322014270LGN00所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据LANDSAT遥感影像的分辨率确定全球等经纬度格网大小，并定义格网ID；2)根据要进行剖分存储的一景LANDSAT影像的投影信息和边界范围，选择包含该景LANDSAT影像区域的格网；3)对选择的格网进行投影转换，使其与LANDSAT影像的投影方式一致，并对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网边界与LANDSAT影像的像素边界重合；4)读取格网范围内LANDSAT影像的切片数值，其形式为二维数组；5)对读取到的多个二维数组进行组织并构建索引。

【技术特征摘要】
1.一种LANDSAT影像数据的自适应格网剖分组织方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据LANDSAT遥感影像的分辨率确定全球等经纬度格网大小，并定义格网ID；2)根据要进行剖分存储的一景LANDSAT影像的投影信息和边界范围，选择包含该景LANDSAT影像区域的格网；3)对选择的格网进行投影转换，使其与LANDSAT影像的投影方式一致，并对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网边界与LANDSAT影像的像素边界重合；4)读取格网范围内LANDSAT影像的切片数值，其形式为二维数组；5)对读取到的多个二维数组进行组织并构建索引。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中格网ID通过格网在整个全球等经纬度格网中的相对位置来确定。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中每景LANDSAT影像所对应的格网为一个或多个。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)对LANDSAT影像的最小外包矩形投影转换到经纬度坐标后，再进行格网的选择。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)根据LANDSAT影像的像素分辨率和边界范围，对格网进行平移变换和边界缓冲扩展，使得格网的边界与LANDSAT影像的像素边界平行，并与最外层像素边界重合。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)读取LANDSAT影像在格网范围内的像素值，若像素值为空，或者像素值全部都为NoData，则不保存该格网范围内的二维数组。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江华，王学志，周园春，黎建辉，周小华，林青慧，
申请(专利权)人：中国科学院计算机网络信息中心，
类型：发明
国别省市：北京,11