CN113344943A - 一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，包括首先判断影像是否是正射影像；读取影像内部参数，确定影像坐标范围和分辨率；定位出影像切割瓦片所属级别以及瓦片规格；将影像数据进行网络负载平衡；进行切割瓦片，同时根据影像坐标对瓦片进行坐标编码，对瓦片碎片添加相对位置编码；根据瓦片坐标编码的单一性原则，产生同一坐标的多个不完整瓦片，根据瓦片的相对位置编码，对碎瓦片进行瓦片镶嵌，产生一个完整的单一坐标的瓦片。本发明通过对瓦片碎片编码简化了相邻碎片瓦片镶嵌过程的步骤，提高了瓦片碎片在集群的检索速度，同时利用瓦片碎片内存缓存技术，减少了瓦片碎片在镶嵌时在网络各节点的传输效率，提高瓦片的切片效率。
Description
技术领域
本发明涉及遥感影像技术领域，具体来说，涉及一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法。
背景技术
目前获取地表面影像数据主要是来自卫星影像、航空影像和雷达成像，卫星影像数据量很大，每一幅数据一般为几个G到最大几十个G，目前的计算机无法直接显示。如果想要在最短时间内看到影像的内容，需要一个大规模的集群切片处理，通过多种技术，如金字塔技术,把每一幅图像无缝拼成完整的大图，便可在计算机中进行显示,浏览和各种分析应用。因此，本申请通过计算机集群技术在各节点同时对每幅影像进行切片，对于不满足要求的瓦片的边角对它们进行位置编码，后续通过集群快速搜索进行碎片镶嵌，生成一个完整的瓦片。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，能够克服现有技术方法的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，包括以下步骤：
S1: 首先判断影像是否是正射影像以及影像数据是否需要坐标变换；
S2: 进行读取影像内部参数，确定出影像坐标范围和分辨率；
S3: 根据影像分辨率定位出影像切割瓦片所属级别以及瓦片规格；
S4: 再将影像数据进行网络负载平衡，并减少瓦片碎片在镶嵌时的网络传输；
S5: 进行切割瓦片，同时根据影像坐标对瓦片进行坐标编码，对产生的瓦片碎片添加相对位置编码；
S6: 根据瓦片坐标编码的单一性原则，产生同一坐标的多个不完整瓦片，根据瓦片的相对位置编码，对瓦片碎片进行瓦片镶嵌，产生一个完整的单一坐标的瓦片；
S7: 最后，保存完整瓦片。
进一步地，所述影像为四边形。
进一步地，判断影像是否是正射影像,若不是切割的影像瓦片只能作为浏览分析；若是，则读取影像内部参数。
进一步地，步骤S6中，单一性规则为在一张影像图中，除切割区域外，其他均为产生的不完整瓦片，影像图的四角均为最零碎瓦片。
进一步地，通过将相邻的影像数据调度到同一节点来减少瓦片碎片在镶嵌时的网络传输。
本发明的有益效果：通过对瓦片碎片编码简化了相邻碎片瓦片镶嵌过程的步骤，提高了瓦片碎片在集群的检索速度，同时利用瓦片碎片内存缓存技术，减少了瓦片碎片在镶嵌时在网络各节点的传输效率，提高瓦片的切片效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据本发明实施例所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法的单张影响切片示意图。
图2是根据本发明实施例所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法的四张影响并接瓦片裁剪示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种遥感影像（包括卫星，航空，雷达及各种来源的影像）在集群中切割海量瓦片时对产生的瓦片的碎片处理方法，在切割瓦片时，对产生的瓦片碎片进行编码，通过该编码方法对瓦片碎片进行快速检索、镶嵌、存储，最终产生一个完整的瓦片。
根据本发明实施例所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，包括首先判断影像是否是正射影像，若不是则切割的影像瓦片只能作为浏览分析，若是进行判断影像数据是否需要坐标变换。
然后进行读取影像内部参数或者参数文件，确定出影像坐标范围和分辨率，根据影像分辨率定位出影像切割瓦片所属级别以及瓦片规格，再将影像数据进行网络负载平衡，通过将相邻影像数据尽量调度到同一节点，减少瓦片碎片在镶嵌时的网络传输。
再切割瓦片，根据影像坐标对瓦片进行坐标编码，对产生的碎瓦片添加相对位置编码；根据瓦片坐标编码的单一性原则，会产生同一坐标的多个不完整瓦片；根据瓦片的相对位置编码，对碎瓦片进行瓦片镶嵌，产生一个完整的单一坐标的瓦片。最后，保存完整瓦片。
还需设定网络节点碎片瓦片内存的缓存空间，当碎片瓦片数量大于缓存空间时，为防止溢出，将瓦片碎片存于本地空间。
以上切片过程是基于集群的基础对影像的处理步骤，由于在集群中对网络的带宽有一定要求，在对影像数据的副负载平衡和瓦片碎片镶嵌时需减少网络的传输时间。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法主要是在计算机集群中对影像切割瓦片产生不完整瓦片进行编码。根据编码规则快速找出相邻瓦片碎片，镶嵌拼接为一个完整的瓦片。集群的每个节点都是独立并行对各自分配影像进行切片处理，在影像切片过程中，图像的边缘会产生许多不完整瓦片（即不满足每张瓦片为256×256像素），最坏情况一个瓦片由四个不完整的瓦片组成，并且可能分散在不同的节点机。
碎片瓦片的编码不限于数字和字母和数字字母的各种组合，并且影像数据来源种类也不限于卫星影像，航空影像，雷达影像，手机影像等。
通过对碎片瓦片编码，可以在集群上快速找到它们，在各节点通过镶嵌技术合并为一张完整的瓦片图像（256x256像素），对于不同数据来源产生的瓦片碎片数量也不同，例如，如果是航空或无人机的影像，由于影像的幅面相对卫星影像很小，它们产生的不完整瓦片就会成倍增长，影响影像瓦片切片速度。通常一般用到瓦片切片技术都会产生海量瓦片，所以对切片速度要求会很高，以金字塔为例，切一个全球18级金字塔瓦片，需要切343亿张（0.6米分辨率），根据集群规模和计算机硬件配置不同，可能需要耗时几十个小时到几百个小时，所以集群切片的方法规则至关重要。
在对单张影像进行切片时，遵从单张影响切片规则，除整张瓦片切割区域外，其它均为产生的不完整瓦片，四角为最零碎瓦片，最终由四张碎瓦片镶嵌为单张完整的瓦片。每张影像裁切的边角命名规则如图1所示。
左上角：34，右上角：33，左下角：32，右下角：31。
左边：22，右边：21，上边：12，下边：11。
因为每张瓦片根据影像提供的坐标都有唯一编号，需要把上述不完整瓦片的编号加在每张残缺瓦片编号的头部，编码：34、33、32、31区域无需编入瓦片中，完整瓦片镶嵌命名规则：
“边料或角料瓦片编号 - 瓦片X编号 - 瓦片Y编号 - 瓦片级数.jpg”。
例如：瓦片坐标：X=205，Y=337，Z=18（级别），由两张零碎瓦片组成的单边缺省瓦片编码为：
上半张瓦片编号：11-205-337-18.jpg-
下半张瓦片编号：12-205-337-18.jpg。
根据它的前缀判断瓦片为缺失瓦片，保存在节点机的内存中，其它保存在网络数据库中，根据前缀和其它部分找出它缺失的瓦片，从而完成最终的瓦片镶嵌。
在对四张影像进行切片时，遵从四张影响切片规则，如图2所示，与单张编码规则相同，看四张影像的中心瓦片（由4张零碎的瓦片组成），分别来自不同影像，可能来自同不同节点或同一节点，分别对应前缀区域为31、32、33、34（不参与瓦片编码）由四张不完整瓦片组成。
其切片规则：
（1）切出34、33、32、31区域的影像碎片；
（2）切出11、12、21、22区域的影像碎片；
（3）开始从瓦片区进行切片，切出剩下的边界影像图片，也会打上图表示的标号。
其拼接规则：
（1）11、12区域的碎片影像可拼接成一张瓦片，瓦片编号计算得出；
（2）21、22区域的碎片影像可拼接成一张瓦片，瓦片编号计算得出；
（3）31、32、33、34区域的碎片影像可拼接成一张瓦片，瓦片编号计算得出。
例如：瓦片坐标：X=205，Y=337，Z=18（级别），
上半张瓦片编号：11-205-337-18.jpg；
下半张瓦片编号：12-205-337-18.jpg；
左半张瓦片编号：21-205-337-18.jpg；
右半张瓦片编号：22-205-337-18.jpg。
根据瓦片的单一性，如果同一坐标出现多个瓦片，定义为瓦片碎片，根据碎片的位置编号就可以拼接成一种完整瓦片。
瓦片碎片的编码方法简化了相邻碎片瓦片镶嵌过程的步骤，提高了瓦片碎片在集群的检索速度，同时利用瓦片碎片内存缓存技术，可以减少瓦片碎片在镶嵌时在网络各节点的传输效率，提高瓦片的切片效率。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过对瓦片碎片编码简化了相邻碎片瓦片镶嵌过程的步骤，提高了瓦片碎片在集群的检索速度，同时利用瓦片碎片内存缓存技术，减少了瓦片碎片在镶嵌时在网络各节点的传输效率，提高瓦片的切片效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)
1.一种遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1: 首先判断影像是否是正射影像以及影像数据是否需要坐标变换；
S2: 进行读取影像内部参数，确定出影像坐标范围和分辨率；
S3: 根据影像分辨率定位出影像切割瓦片所属级别以及瓦片规格；
S4: 再将影像数据进行网络负载平衡，并减少瓦片碎片在镶嵌时的网络传输；
S5: 进行切割瓦片，同时根据影像坐标对瓦片进行坐标编码，对产生的瓦片碎片添加相对位置编码；
S6: 根据瓦片坐标编码的单一性原则，产生同一坐标的多个不完整瓦片，根据瓦片的相对位置编码，对瓦片碎片进行瓦片镶嵌，产生一个完整的单一坐标的瓦片；
S7: 最后，保存完整瓦片。
2.根据权利要求1所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，其特征在于，所述影像图形为四边形。
3.根据权利要求1所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，其特征在于，判断影像是否是正射影像,若不是切割的影像瓦片只能作为浏览分析；若是，则读取影像内部参数。
4.根据权利要求1所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，其特征在于，步骤S6中，单一性规则为在一张影像图中，除切割区域外，其他均为产生的不完整瓦片，影像图的四角均为最零碎瓦片。
5.根据权利要求1所述的遥感影像瓦片碎片镶嵌编码方法，其特征在于，通过将相邻的影像数据调度到同一节点来减少瓦片碎片在镶嵌时的网络传输。
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