一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的處理方法及檢索方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于對(duì)地觀測(cè)與導(dǎo)航的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦 片數(shù)據(jù)的處理方法、處理系統(tǒng)，以及基于該處理方法的多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的檢 索方法、檢索系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)對(duì)地觀測(cè)技術(shù)地快速發(fā)展，具有時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)系 統(tǒng)已形成，并可獲取海量的遙感影像數(shù)據(jù)。遙感影像數(shù)據(jù)正以幾何級(jí)的速度增長(zhǎng)，并且具有 多種來源、多種類型、多種分辨率、多種時(shí)態(tài)和多種版本的特點(diǎn)，對(duì)其存儲(chǔ)、處理和發(fā)布共享 帶來了很大的問題和挑戰(zhàn)。
[0003] 海量遙感影像數(shù)據(jù)的處理主要存在兩個(gè)問題：一是隨著影像數(shù)據(jù)海量增長(zhǎng)，采用 何種方法才能合理高效的組織存儲(chǔ)與處理這些具有多源異構(gòu)、多時(shí)相和多版本的地理上分 布的影像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的存儲(chǔ)組織規(guī)范和實(shí)時(shí)共享與快速發(fā)布服務(wù)；二是隨著用戶對(duì)遙 感影像數(shù)據(jù)的需求越來越廣泛與要求越來越高，怎樣從海量的遙感數(shù)據(jù)源中快速準(zhǔn)確的查 找到滿足用戶不同需求的遙感影像數(shù)據(jù)。
[0004] 通過對(duì)國(guó)內(nèi)外遙感影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研宄，不難發(fā)現(xiàn)采用多分辨率影像金字塔和 影像塊技術(shù)是實(shí)現(xiàn)遙感影像信息存儲(chǔ)、組織、處理、實(shí)時(shí)顯示和高速服務(wù)的有效途徑，基于 球面坐標(biāo)的多分辨率金字塔瓦片數(shù)據(jù)模型是解決海量影像數(shù)據(jù)的無縫組織處理和可視化 的有效方式，但是現(xiàn)有的瓦片數(shù)據(jù)處理方式在對(duì)多源多時(shí)相影像數(shù)據(jù)的處理上，還存在以 下幾個(gè)問題：
[0005] 1.缺乏對(duì)同一區(qū)域的多源、多時(shí)相、多版本的影像數(shù)據(jù)的處理
[0006] WorldWind，GoogleMaps，GoogleEarth，BingMaps，天地圖等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)都屬 于基于球面格網(wǎng)的多分辨率金字塔瓦片，主要應(yīng)用于遙感數(shù)據(jù)的無縫組織和可視化視圖， 解決基于影像的現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)表達(dá)與呈現(xiàn)，但在"橫向上"，都欠缺同一區(qū)域的多源數(shù)據(jù) 處理，也沒有多時(shí)相多版本影像數(shù)據(jù)的處理。雖然對(duì)多時(shí)態(tài)瓦片數(shù)據(jù)組織與索引存在很多 解決方法，但是對(duì)于具有多源異構(gòu)和多版本影像瓦片數(shù)據(jù)都沒有有效的組織處理方法。
[0007] 2.瓦片數(shù)據(jù)空間特性之外的其他元數(shù)據(jù)沒有有效處理
[0008] 傳統(tǒng)瓦片組織結(jié)構(gòu)能夠描述瓦片的空間特性，但是對(duì)于瓦片的其他元數(shù)據(jù)，比如 瓦片衛(wèi)星來源、傳感器類型、產(chǎn)品登記、成像時(shí)間等信息都沒有高效的處理起來，更沒有提 供多樣化的空間搜索。
[0009] 要支持多源多時(shí)相的多分辨率金字塔瓦片數(shù)據(jù)組織處理必須要解決三個(gè)問題，一 是如何構(gòu)建具有時(shí)空特性、多源異構(gòu)特性的海量瓦片數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)；二是如何處理多源異 構(gòu)衛(wèi)星數(shù)據(jù)瓦片的元數(shù)據(jù)；三是提供海量瓦片數(shù)據(jù)的快速檢索機(jī)制。所以，必須提供一種多 源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的處理方法與快速檢索機(jī)制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像 瓦片數(shù)據(jù)的處理方法，其能夠構(gòu)建具有時(shí)空特性、多源異構(gòu)特性的海量瓦片數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)， 并能夠處理多源異構(gòu)衛(wèi)星數(shù)據(jù)瓦片的元數(shù)據(jù)。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：這種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的處理方法，包括 以下步驟：
[0012] (1)輸入多個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，每個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)包括元數(shù)據(jù)和像素?cái)?shù)據(jù)；
[0013] (2)接收數(shù)據(jù)入庫(kù)請(qǐng)求；
[0014] (3)將每個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB的影像元數(shù)據(jù)表來存 儲(chǔ)，影像元數(shù)據(jù)表的每一行記錄描述了來源于同一衛(wèi)星影像的瓦片數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，多個(gè)瓦 片數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于同一個(gè)衛(wèi)星元數(shù)據(jù)記錄；
[0015] (4)像素?cái)?shù)據(jù)采用橫向分塊、縱向分層的瓦片結(jié)構(gòu)，并采用具有多源多時(shí)相的金字 塔瓦片數(shù)據(jù)文件樹組織處理后存儲(chǔ)海量瓦片數(shù)據(jù)。
[0016] 還提供了一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括：
[0017] 輸入單元，其配置來輸入多個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)；
[0018] 接收單元，其配置來接收數(shù)據(jù)入庫(kù)請(qǐng)求；
[0019] 第一存儲(chǔ)單元，其配置來將每個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB 的影像元數(shù)據(jù)表來存儲(chǔ)，影像元數(shù)據(jù)表的每一行記錄描述了來源于同一衛(wèi)星影像的瓦片數(shù) 據(jù)的元數(shù)據(jù)，多個(gè)瓦片數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于同一個(gè)衛(wèi)星元數(shù)據(jù)記錄；
[0020] 第二存儲(chǔ)單元，將像素?cái)?shù)據(jù)按照橫向分塊、縱向分層，并采用具有多源多時(shí)相的金 字塔瓦片數(shù)據(jù)文件樹組織處理后存儲(chǔ)海量瓦片數(shù)據(jù)。
[0021] 還提供了一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的檢索方法，所述瓦片數(shù)據(jù)由以上的 處理方法得到；該檢索方法包括步驟：首先，獲得用戶的瓦片數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求，將查詢請(qǐng)求轉(zhuǎn) 換成SQL語句，通過空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB進(jìn)行模糊檢索并獲得滿足查詢條件的精確瓦片 數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB通過擴(kuò)展SQL，支持空間操作與分析算子，提供空間-屬性和矢 量-柵格一體化的查詢檢索；然后，根據(jù)精確的檢索條件通過文件樹結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行尋址定 位，檢索條件包含瓦片的衛(wèi)星類型、傳感器類型、成像時(shí)間、版本號(hào)、所在層級(jí)和瓦片行列 號(hào)，根據(jù)文件樹結(jié)構(gòu)構(gòu)造出完整的存儲(chǔ)路徑和瓦片名，然后查看相應(yīng)的路徑下的瓦片影像 數(shù)據(jù)是否存在，如果不存在則反饋給客戶端，如果數(shù)據(jù)存在，則直接返回瓦片數(shù)據(jù)。
[0022] 還提供了一種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的檢索系統(tǒng)，所述瓦片數(shù)據(jù)由以上的 處理系統(tǒng)得到；該檢索系統(tǒng)包括：
[0023] 查詢單元，其配置來結(jié)合空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB的空間操作與分析算子，通過擴(kuò)展SQL提供空間-屬性和矢量-柵格一體化的查詢檢索；
[0024] 構(gòu)造單元，其配置來根據(jù)精確的檢索條件構(gòu)造出完整的存儲(chǔ)路徑和瓦片名，其中 檢索條件包含瓦片的衛(wèi)星類型、傳感器類型、成像時(shí)間、版本號(hào)、所在層級(jí)和瓦片行列號(hào)；
[0025] 處理單元，其配置來查看相應(yīng)的路徑下的瓦片影像數(shù)據(jù)是否存在，如果不存在則 反饋給服務(wù)器并由服務(wù)器通知客戶端，如果數(shù)據(jù)存在則由服務(wù)器通知用戶并返回瓦片數(shù) 據(jù)。
[0026] 本發(fā)明的瓦片數(shù)據(jù)處理采用衛(wèi)星影像元數(shù)據(jù)表+瓦片文件樹的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)模型， 衛(wèi)星影像元數(shù)據(jù)表記錄了衛(wèi)星類型、成像時(shí)間等多源異構(gòu)瓦片的元數(shù)據(jù)信息，瓦片文件樹 結(jié)構(gòu)充分考慮多源多時(shí)相特性，將瓦片的衛(wèi)星類型、傳感器類型、成像時(shí)間以及數(shù)據(jù)版本信 息作為瓦片文件樹的上層節(jié)點(diǎn)，從而能夠構(gòu)建具有時(shí)空特性、多源異構(gòu)特性的海量瓦片數(shù) 據(jù)組織結(jié)構(gòu)，并能夠處理多源異構(gòu)衛(wèi)星數(shù)據(jù)瓦片的元數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明所采用的全部技術(shù)的流程圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明中的多源多時(shí)相的金字塔瓦片模型示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明中的全球影像劃分示意圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明中的多源多時(shí)相衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)入庫(kù)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 如圖1所示，這種多源多時(shí)相衛(wèi)星影像瓦片數(shù)據(jù)的處理方法，包括以下步驟：
[0032] (1)輸入多個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，每個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)包括像素?cái)?shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)；
[0033] (2)接收數(shù)據(jù)入庫(kù)請(qǐng)求；
[0034] (3)將每個(gè)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)BeyonDB的影像元數(shù)據(jù)表來存 儲(chǔ)，影像元數(shù)據(jù)表的每一行記錄描述了來源于同一衛(wèi)星影像的瓦片數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)（包括柵 格對(duì)象、衛(wèi)星類型、傳感器類型、產(chǎn)品等級(jí)、成像時(shí)間、版本號(hào)、金字塔層級(jí)、行起始?jí)K序號(hào)、 行結(jié)束塊序號(hào)、列起始?jí)K序號(hào)、列結(jié)束塊序號(hào)、頂層金字塔、影像外包塊），多個(gè)瓦片數(shù)據(jù)對(duì) 應(yīng)于同一個(gè)衛(wèi)星元數(shù)據(jù)記錄，參考表1 ;
[0035] 表 1
[0036]
[0037] (4)像素?cái)?shù)據(jù)采用橫向分塊、縱向分層的瓦片結(jié)構(gòu)，并采用具有多源多時(shí)相的金字 塔瓦片數(shù)據(jù)文件樹組織處理后存儲(chǔ)海量瓦片數(shù)據(jù)。
[0038] 另外，所述步驟（2)包括以下步驟：
[0039] (2. 1)接收多源異構(gòu)衛(wèi)星數(shù)據(jù)；
[0040] (