面向剖分面片模板的遥感影像并行处理方法

空间数据特别是遥感影像数据的快速增加和应用需求的扩大,其组织效率和处理速度已经成为制约技术应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为上述问题的解决提供了一种可能途径。针对上述问题,在遥感影像剖分面片数据模型的研究基础上,提出了剖分面片模板并行计算模式,设计并实现了一种面向剖分面片模板的遥感影像并行处理方法。该方法基于MPI(message passing interface)与Open MP(open multi-processing)混合并行计算框架,构建算法并行处理模型,形成算法并行化类库,通过调用其内部方法实现计算任务的并行执行。通过一个遥感影像剖分化并行分割处理实例,验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法具有较好的分割效果和加速比,有一定的示范意义,为进一步提高遥感影像应用能力提供了借鉴。

面向遥感影像感兴趣目标的剖分表达

为了高效地表达遥感影像中感兴趣目标,提出了基于地图分幅拓展EMD剖分面片聚合的遥感影像感兴趣目标剖分表达模型以及相应的剖分表达原则和剖分表达流程,设计了基于感兴趣目标剖分表达模型的线状和面状目标边界表达算法、面状目标的行扫描算法和剖分面片聚合算法等.模拟验证结果表明:基于EMD遥感影像感兴趣目标剖分表达模型可有效地对影像中的目标进行表达,且表达感兴趣目标的剖分面片个数越多,剖分面片聚合层级越大,目标剖分面片的压缩效果越好.

大数据量遥感影像快速显示剖分组织方法研究

提出了基于全球剖分格网的大数据量遥感影像快速显示方法,并基于VC平台实现。测试表明,它具有LOD技术优点,兼有影像金字塔的长处,并且利用剖分面片无缝铺盖球面的性质和地址码的关联性,可解决图像的重叠问题,能实现遥感影像的快速搜索与显示,具有局部图像快速更新、图像无缝连接等优点。

一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法

随着遥感数据量的快速增长,组织效率和处理速率成为其快捷应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为该问题解决提供了一种可能途径。基于上述思路,设计一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法。该方法在地球剖分组织理论的研究基础上,针对遥感影像数据进行剖分化处理,依据应用需求确定剖分层级,形成有利于并行处理的影像数据剖分面片集合;在MPI集群计算和OpenMP多核任务处理环境下,对上述剖分面片集进行相应操作的并行化处理,最后把处理后的面片整合为所需要的结果数据。通过一个遥感影像数据K-Means分割的例子对上述方法进行验证。结果表明,该方法能在分割结果保持一致的情况下,有效提高遥感影像的组织效率和处理速度,达到了一定的加速比,实用性较强。

基于剖分理论的遥感影像模板数据模型

随着数据量的增加和应用需求的扩大,遥感数据的高效组织管理和快捷处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。针对上述问题,结合地球剖分模型,在遥感影像剖分面片的研究基础上,提出了剖分面片模板的概念模型及数据模型,设计了基于剖分面片模板的计算模式,构建了一个小型化剖分遥感影像模板数据库,并通过一个模板化应用的具体实例对上述模型进行了部分验证。实验结果验证了模型的可行性,提高了目标检索的效率。

基于经纬度剖分的空间信息编码研究

随着人们对空间信息处理需求量的不断扩大,人们对于空间信息数据的分辨率、时态性等要求越来越高,原有的空间信息剖分、编码、存储等一系列理论将不能胜任新的需求.提出了一种经纬度地球剖分模型,在该剖分模型的基础上设计了树型编码体系——域式编码.该编码体系能够对每个剖分面片进行合理、有序、唯一、高效地标识,并且可和剖分面片的位置建立关联,同时也决定了空间信息后续的定位、索引和查询等操作.域式管理的核心是多级别、分层次,以及为了实现这个编码机制的分布式数据库系统.在剖分面片域式编码的基础上,借鉴计算机网络协议提出了全球空间信息处理的综合编码GeoID.该编码不仅考虑面片自身层次,而且将空间信息的时间、存储地址、存储模式、优先级等属性列入了编码范畴,大大提高了对空间信息处理的效率.提出的一系列解决方案对于海量空间数据处理提供了新的研究方法和理论,具有较强的实用性和推广价值.

基于地球剖分的卫星成像调度研究

鉴于云是卫星成像的重要约束条件,以及目前卫星影像中云信息描述简单、云的空间分布信息不足的特点,提出基于GeoSOT的云区位标识编码模型,对气象卫星影像中云进行标识与编码。利用气象卫星影像云区位标识编码中隐含的空间信息与卫星轨道或拍摄区域范围相结合,可准确计算卫星拍摄区域云覆盖情况,并将云覆盖空间范围信息作为卫星关闭相机的约束条件,避开对有云区域的拍摄,实现对卫星成像调度,达到获得高质量卫星影像的目的。最后,通过仿真试验表明,基于GeoSOT的云区位标识编码可用于卫星成像调度,具有一定的应用价值。

遥感影像剖分模板库模型及应用研究

以Geo SOT网格不同层级、不同大小的剖分面片为基本单元,建立不同尺度剖分面片的标准影像、控制点位、基础特征数据、数字地形数据等基础信息,并由此形成全球多尺度、多分辨率、多传感器、多光谱分辨率遥感影像剖分模板库。在数据处理时,以剖分面片为单位,利用剖分模板库中的基础信息,对待处理影像数据进行运算,实现遥感数据快速处理。试验证明,基于Geo SOT的遥感数据剖分模板库可提高遥感数据处理效率。

全球遥感数据剖分组织的GeoSOT网格应用

针对目前不同部门按自身行业特点采用不同数据组织网格的问题,为寻求更适合于现有测绘数据组织体系兼容的遥感数据组织网格,提出基于GeoSOT网格的遥感数据组织方案,理论证明了GeoSOT网格与国家地形图图幅和Worldwind、Google Earth、Google Maps、Bing Maps、天地图等网格具有很好的同构性,有利于对传统测绘数据的继承。同时,在不改变现有数据组织体系的前提下,提出基于GeoSOT全球遥感数据"虚拟一张网"的数据组织模型和数据整合方法。通过试验证明,基于GeoSOT遥感影像"虚拟一张网"的数据组织可有效提高遥感数据整合效率。

基于EMD的遥感影像数据组织模型

针对目前遥感数据组织以时间为基准、同一区域不同部门遥感数据标识不统一的现状,鉴于全球剖分网格具有多层次、全球覆盖、网格单元编码全球唯一性和对传统地图图幅的继承性等特点,介绍了基于地图分幅拓展的全球剖分模型EMD,提出以EMD剖分面片为单元、采用剖分面片编码标识并管理遥感数据及其相关资源的数据组织框架。试验分析表明,基于EMD的遥感影像数据组织可行,且基于剖分面片编码的数据检索具有较高效率。

基于GeoSOT的遥感影像云索引模型研究

针对目前遥感影像中云信息描述简单、云的空间分布信息不足而限制影像局部云信息检索的现状,提出了基于GeoSOT的影像云索引模型。该模型根据空间信息建立GeoSOT网格与遥感影像的对应,通过判断每个GeoSOT剖分面片对应的影像数据块是否有云,并记录剖分面片编码和判断结果,实现对遥感影像中局部云信息建立索引;在检索影像中局域云信息时,根据剖分面片编码查找云信息标识即可。同时,探讨了不同等级影像数据产品采用精确逻辑剖分和冗余逻辑剖分构建影像云索引的方法,设计了影像云索引的数据结构,分析了影像数据建立云索引的存储代价。通过仿真实验表明,对遥感影像构建基于GeoSOT剖分编码的云索引代价小,其存储量约为原数据的0.01%,提高了影像中局部云信息查询效率,为计算机自动选取高质量的影像提供了一个有效的技术途径。

一种倾斜摄影模型精细融合方法

现有三维模型融合方法多采用对原有三角面片顶点重新构网的方式,容易导致原有模型几何特征丢失及纹理失真等。本文针对倾斜摄影模型自身特点,提出了一种模型精细融合方法。首先,以一个模型作为中心模型,并以另一模型与中心模型外轮廓的空间关系计算融合区域;然后,以中心模型外轮廓作为约束,对原始模型三角面片进行精细剖分;最后,基于精细剖分的三角面片进行纹理坐标的插值计算。以实际倾斜摄影数据进行试验的结果表明,本文方法融合后的网格模型拓扑结构正确,融合边界不存在漏洞、裂缝和错位等情况,而且纹理过渡自然,颜色无明显差异。

基于GeoSOT网格的“天绘一号”卫星影像数据组织

目前"天绘一号"卫星数据按自身行业特点,建立具有自身特点的空间数据组织方式与记录方式的信息组织系统,存在不便于跨部门间数据的检索、共享和整合困难,本文提出了基于地球剖分框架GeoSOT的天绘影像数据组织模型,并在尽量不改变现有的天绘数据组织的前提下,通过在天绘数据库编目中增加剖分索引的方式,实现天绘影像数据全球"虚拟一张网"的数据组织。通过试验证明,在现有天绘影像数据组织的基础上,进行剖分组织改造代价不大且数据整合效率显著。