一种基于瓦片的遥感图像存储方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于瓦片数据存储技术领域，尤其涉及一种基于瓦片的遥感图像存储方法及系统，所述方法包括：获取遥感图像，进行影像切片，构建金字塔模型；划分瓦片切片，将栅格影像进行不同分辨率的切分，每个分辨率对应WebGIS进行缩放操作时相应的层级，根据瓦片切片分配进程，并行算法按瓦片序号进行读取；进行重采样，将重采样数据并行写入瓦片文件中，进行存储。本发明专利技术利用MPI共享外存的并行技术，通过多进程并行进行原始栅格影像数据划分，再按照TMS或者Google Tile定义的标准将瓦片进行编码输出和存储，解决了计算资源利用低下，并且没有设置错误恢复机制的问题。设置错误恢复机制的问题。设置错误恢复机制的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于瓦片的遥感图像存储方法及系统


[0001]本专利技术属于瓦片数据存储
，尤其涉及一种基于瓦片的遥感图像存储方法及系统。

技术介绍

[0002]随着卫星遥感应用不断深化且细化，以及传感器技术的发展，国内外卫星高空间、高时间、高光谱、大幅宽趋势明显，单幅遥感影像文件的数据量显著增加，由此带来了数据存储的压力，并且直接关系到后续数据的读写及处理，所以亟需研究单幅遥感影像存储技术
[0003]瓦片技术是当前市面主流的GIS软件及WebGIS互联网较广泛采用的，但现有的GIS软件生成和发布地图瓦片通常需要将栅格影像进行切片，除了安装原有软件，还要另外安装驱动程序，操作步骤十分复杂。并且随着单幅遥感影像文件的分辨率和数据量的逐渐增加，对应的切片数量则会出现几何级数式的急剧增加，需要耗费大量的人力和时间成本。另外，现有GIS软件中的传统算法是先利用单机预先切好瓦片，再统一对外发布，这种传统方法计算资源利用低下，并且没有设置错误恢复机制，如果某一环节出现问题，需要从头开始，无法在原有的进度上继续进行。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种基于瓦片的遥感图像存储方法，旨在解决传统方法计算资源利用低下，并且没有设置错误恢复机制，如果某一环节出现问题，需要从头开始，无法在原有的进度上继续进行的问题。
[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种基于瓦片的遥感图像存储方法，所述方法包括：
[0006]获取遥感图像，按照四叉树索引机制对遥感图像进行影像切片，构建金字塔模型，所述金字塔模型由多个正方形的栅格组成，一个栅格即为一张瓦片切片；
[0007]基于WebMercator投影坐标系统对瓦片切片进行划分，将栅格影像进行不同分辨率的切分，每个分辨率对应WebGIS进行缩放操作时相应的层级，根据瓦片切片分配进程，并行算法按瓦片序号进行读取；
[0008]进行重采样，将得到的重采样数据并行写入瓦片文件中，对瓦片进行统一存储。
[0009]优选的，所述金字塔模型中，以原始地形数据作为金字塔的第0层，对其进行分块，形成第0层瓦片矩阵，在第0层的基础上，按每2
×
2个像素合成为一个像素的方法生成第1层，并对其进行分块，形成第1层瓦片矩阵，按4
×
4像素形成第2层瓦片矩阵，按8
×
8像素形成第3层瓦片矩阵，以此类推，构建整个金字塔模型。
[0010]优选的，所述遥感图像为GEOTIFF格式。
[0011]优选的，所述对瓦片切片进行划分，根据瓦片切片分配进程的步骤，具体包括：
[0012]将原始影像投影变换到WebMercator坐标系，得到投影变换结果影像；
[0013]分配投影变换后的投影变换结果影像，解算瓦片行列号，分配进程；
[0014]重复以上操作，直到所有进程划分有对应的瓦片切片，组成该进程的任务池。
[0015]优选的，瓦片行列号[x,y]的计算方法为：
[0016]x＝Min
X1
+(p/a)，
[0017]y＝Max
y1
‑
(p/b)，
[0018]其中，进程号为z，进程总数为n，影像覆盖的瓦片行列号范围为[Min
X1
，Min
y1
，Max
X1
，Max
y1
]，a和b为x和y方向瓦片个数，t为瓦片总数：
[0019]a＝Max
x1
‑
Min
x1
，
[0020]b＝Max
y1
‑
Min
y1
，
[0021][0022]t＝a
×
b，
[0023]地理范围为[Min
X2
，Min
y2
，Max
X2
，Max
y2
]，则瓦片行列号通过下式计算：
[0024][0025][0026][0027][0028]其中m＝(2
×
π
×
6378137)/2，v＝(2
×
π
×
6378137)/(l
×2level
)，level表示比例尺的级别，l为瓦片边长大小。
[0029]优选的，重采样时采用双线性插值法，将栅格数据的大小从l
x
和l
y
重采样到l
xQ
和l
yQ
，将其匹配到瓦片相应的分辨率w下，重采样后的数据大小l
xQ
和l
yQ
为：
[0030][0031][0032]其中，[Min
xg
,Min
yg
,Max
xg
,Max
yg
]表示进程根据瓦片行列号以及瓦片级别反算的瓦片地理范围。
[0033]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基于瓦片的遥感图像存储系统，所述系统包括：
[0034]图像切片模块，用于获取遥感图像，按照四叉树索引机制对遥感图像进行影像切片，构建金字塔模型，所述金字塔模型由多个正方形的栅格组成，一个栅格即为一张瓦片切片；
[0035]进程分配模块，用于基于WebMercator投影坐标系统对瓦片切片进行划分，将栅格
影像进行不同分辨率的切分，每个分辨率对应WebGIS进行缩放操作时相应的层级，根据瓦片切片分配进程，并行算法按瓦片序号进行读取；
[0036]瓦片存储模块，用于进行重采样，将得到的重采样数据并行写入瓦片文件中，对瓦片进行统一存储。
[0037]本专利技术实施例提供的一种基于瓦片的遥感图像存储方法，利用MPI共享外存的并行技术，通过多进程并行进行原始栅格影像数据划分，各进程对其所划分的区域进行独立读写和计算，再按照TMS或者Google Tile定义的标准将瓦片进行编码输出和存储，解决现有技术中计算资源利用低下，并且没有设置错误恢复机制的问题。
附图说明
[0038]图1为本专利技术实施例提供的一种基于瓦片的遥感图像存储方法的流程图；
[0039]图2为本专利技术实施例提供的一种基于瓦片的遥感图像存储系统的架构图；
[0040]图3为本专利技术实施例提供的金字塔模型的示意图；
[0041]图4为本专利技术实施例提供的瓦片文件数据组织结构的示意图；
[0042]图5为本专利技术实施例提供的影像切片过程的示意图。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0044]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于瓦片的遥感图像存储方法，其特征在于，所述方法包括：获取遥感图像，按照四叉树索引机制对遥感图像进行影像切片，构建金字塔模型，所述金字塔模型由多个正方形的栅格组成，一个栅格即为一张瓦片切片；基于WebMercator投影坐标系统对瓦片切片进行划分，将栅格影像进行不同分辨率的切分，每个分辨率对应WebGIS进行缩放操作时相应的层级，根据瓦片切片分配进程，并行算法按瓦片序号进行读取；进行重采样，将得到的重采样数据并行写入瓦片文件中，对瓦片进行统一存储；重采样时采用双线性插值法，将栅格数据的大小从l
x
和l
y
重采样到l
xQ
和l
yQ
，将其匹配到瓦片相应的分辨率w下，设重采样后x方向上的数据大小为l
xQ
、y方向的数据大小为l
yQ
，则其计算方法如下：其计算方法如下：其中，[Min
xg
,Min
yg
,Max
xg
,Max
yg
]表示进程根据瓦片行列号以及瓦片级别反算的瓦片地理范围。2.根据权利要求1所述的基于瓦片的遥感图像存储方法，其特征在于，所述金字塔模型中，以原始地形数据作为金字塔的第0层，对其进行分块，形成第0层瓦片矩阵，在第0层的基础上，按每2
×
2个像素合成为一个像素的方法生成第1层，并对其进行分块，形成第1层瓦片矩阵，按4
×
4像素形成第2层瓦片矩阵，按8
×
8像素形成第3层瓦片矩阵，以此类推，构建整个金字塔模型。3.根据权利要求1所述的基于瓦片的遥感图像存储方法，其特征在于，所述遥感图像为GEOTIFF格式。4.根据权利要求1所述的基于瓦片的遥感图像存储方法，其特征在于，所述对瓦片切片进行划分，根据瓦片切片分配进程的步骤，具体包括：将原始影像投影变换到WebMercator坐标系，得到投影变换结果影像；分配投影变换后的投影变换结果影像，解算瓦片行列号，分配进程；重复以上操作，直到所有进程划分有对应的瓦片切片，组成该进程的任务池。5.根据权利要求4所述的基于瓦片的遥感图像存储方法，其特征在于，瓦片行列号[x，y]的计算方法为：x＝Min
x1
+(p/a)，y＝Max
y1
‑
(p/b)，其中，进程号为z，进程总数为n，影像覆盖的瓦片行列号范围为[Min

【专利技术属性】
技术研发人员：谢玲琳，雷帆，杨凯钧，曹里，张哲，魏继德，刘元志，曾海波，师俊峰，蒋琦，杨亮亮，吴烨，贾庆仁，王强，易烨，胡芳，谢金苗，苏梦妮，谢祥安，
申请(专利权)人：湖南省第二测绘院，
类型：发明
国别省市：