一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法與系統，其中該方法包括：將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得剖分多源影像金字塔；對剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引；將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型；將地理空間氣象信息與星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。通過采用本發明公開的方法與系統實現了多源地理空間信息基于位置的關聯，并支持用戶依據空間位置快速查詢獲取多源地理空間信息。
【專利說明】一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及地理空間信息管理【技術領域】，尤其涉及一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法及系統。
【背景技術】
[0002]地理空間信息指某地理位置區域在某時刻或某時間段內的地理空間數據總和，包括柵格影像信息、矢量地圖信息、固定目標及移動目標信息等。隨著遙感技術的迅速發展，獲取的對地觀測影像數據越來越多，同一地區的多時相、多波段的數據也不斷增加，形成了海量大數據這樣的概念。
[0003]已有的地理空間信息管理有文件管理，數據庫管理以及數據庫和文件混合管理三種方式，但它們針對單源影像即可見光影像數據，不適合多源柵格影像數據的管理；而且目前的空間信息數據組織管理軟件大都基于空間對象管理空間信息數據，對于面向空間位置的地理空間信息數據管理組織還沒有很好的解決方法，無法支持面向對象的地理空間信息查詢。
[0004]另一方面，在突發事件應急保障中，需要對事件環境進行勘查、探測得到各方面各層次的信息直接提供應急保障。此外，還需要為其他基于位置的服務應用提供保障。但是目前的應急保障系統在各方面、各層次的多源地理空間信息融合能力上還存在欠缺。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法及系統，實現了影像信息、地圖信息和氣象信息等多源地理空間信息基于位置的關聯，并支持用戶依據空間位置快速查詢獲取多源地理空間信息，為突發事件應急保障和基于位置的服務等地理空間應用提供信息基礎。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法，該方法包括:
[0008]將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔；
[0009]對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引；
[0010]將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型；
[0011]將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
[0012]一種多源地理空間信息關聯模型的構建系統，該系統包括:
[0013]剖分多源影像金字塔獲取模塊，用于將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔；[0014]索引構建模塊，用于對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引；
[0015]星聯剖分多源金字塔模型獲取模塊，用于基于分塊所在的地理位置將柵格化地圖和矢量地圖信息與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型；
[0016]多源地理空間信息關聯模型獲取模塊，用于將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
[0017]由上述本發明提供的技術方案可以看出，針對多源地理空間信息的特點，基于地球剖分理論對多源多分辨率遙感影像信息進行剖分分塊，構建剖分多源影像金字塔；并將該金字塔與多源地理空間信息相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型；通過獲得的多源地理空間信息關聯模型，可以實現影像信息、地圖信息和氣象信息等多源地理空間信息基于位置的關聯，并支持用戶依據空間位置快速查詢獲取多源地理空間信息，為突發事件應急保障和基于位置的服務等地理空間應用提供信息基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0019]圖1為本發明實施例一提供的一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法的流程圖；
[0020]圖2為本發明實施例一提供的全球剖分理論的示意圖；
[0021]圖3為本發明實施例一提供的剖分多源影像金字塔分層分塊的編碼結構的示意圖；
[0022]圖4為本發明實施例一提供的影像分塊的三級索引結構示意圖；
[0023]圖5為本發明實施例一提供的柵格化地圖關聯方法的示意圖；
[0024]圖6為本發明實施例一提供的星聯剖分多源金字塔模型構成的示意圖；
[0025]圖7為本發明實施例一提供的獲得氣象要素柵格化專題圖的流程圖；
[0026]圖8為本發明實施例一提供的地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型關聯方法的不意圖；
[0027]圖9為本發明實施例二提供的一種多源地理空間信息關聯模型的構建系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0029]實施例一[0030]圖1為本發明實施例一提供的一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括如下步驟:
[0031]步驟11、將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔。
[0032]本實施例中最終需構建多源地理空間信息關聯模型，其主要包括一個主題表和若干個維表；其中，主題表是核心，其包含地理信息使用者所關注的地理區域處的圖像信息等文本信息，表中的數據為在線分析處理的主要對象。主題表中的屬性可以分為度量屬性(目標屬性)和維屬性，每一個維屬性都有一個維表與之對應，該維表包含了這個維所能取到的各種聚集方式的值。
[0033]本實施例在遙感影像信息的維表中采用金字塔影像技術，將地理信息使用者所關注的熱點區域剖分面片中的圖像進行不同粒度的縮放，為該地理區域對應的柵格影像信息構建剖分多源影像金字塔。
[0034]其構建過程主要包括如下步驟:
[0035]I)基于一致層次建立多源影像金字塔，將所述多源多分辨率遙感影像信息中分辨率最大的影像作為所述多源影像金字塔的底層，并根據所述分辨率最大的影像的分辨率rQ和層間采樣縮放比例M確定金字塔各層分辨率，其計算公式為:
[0036]rL = r0 X Lm ；
[0037]其中，IY表示第L層影像的分辨率；且當IY小于預設的分辨率T時(a < T)，將第L層作為該金字塔的頂層。
[0038]2)按照所述多源多分辨率遙`感影像的分辨率插入至所述多源影像金字塔的相應
層。在實際應用中已有的多源多分辨率遙感影像集合中的影像分辨率無法與所述多源影像
金字塔每一層的分辨率一一匹配；其中，一部分可以完全匹配的層稱為既有層，該層可直接
使用其原始數據作為該層影像；其他層則無法匹配，則可利用直接重采樣方法計算相應的
影像；所述直接重采樣方法包括:按照坐標轉換函數Fx和Fy將對應分辨率的多源遙感影
像上的像點坐標(x，y)處的灰度值賦給校正后的影像上(X，Y)處的像點；其公式為:
\X = Fx{x,y)
0039 ] v ,、。
[Y = Fy{x,y)
[0040]3)按照全球剖分理論對所述既有層的影像按剖分面片大小分塊，對其他層的影像按照2倍率確定分塊大小，并進行等大小規則分塊；完成所述剖分多源影像金字塔的構建；其中，在影像分塊過程中，若某塊邊緣不具備四個子塊，則用零塊補充，再進行合并采樣，產生的新塊仍然視為標準塊。通過上述剖分分塊，獲得的分層分塊結構可稱為剖分格網，獲得的分塊可稱為多級剖分面片。
[0041]如圖2所示為全球剖分理論示意圖，該圖中采用多級分層、分塊格網的概念將整個地球區域分成多級格網，圖示為前三層格網劃分的示意圖。所述全球剖分理論(全球剖分格網)為了研究如何將地球(或球面)剖分為形狀規則、變形較小的層狀面片，以實現在全球范圍內的海量數據存儲、提取和分析，從根本上解決傳統數據模型在解決全球范圍內多尺度、海量數據和層次數據的局限性，保證全球空間數據的空間表達是全球的、連續的、層次的和動態的模型。
[0042]通過上述步驟完成按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔的構建。本實施例中將金字塔中各層影像進行分塊可以塊有效提高查詢處理的效率。
[0043]步驟12、對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引。
[0044]本實施例采用Hilbert (希爾伯特)編碼和行列編碼對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼；所述聯合編碼主要包括四個部分的內容:第一部分為該影像塊的Hilbert編碼；第二部分為該影像塊的數據源代碼；第三部分為該影像塊的行列編碼，由金字塔中影像塊所在層次和行列號構成；第四部分為該影像塊的時間編碼，以構成影像塊的時空編碼。
[0045]如圖3所示為剖分多源影像金字塔分層分塊的編碼結構示意圖，圖中展示了剖分多源影像金字塔前三層各個分塊的編碼，其每一層均按全球剖分理論進行分塊，為按照分塊編碼為主鍵實現入庫，各層分塊編碼均唯一；圖中為了便于表示僅列出每一分塊的行列編碼。
[0046]示例性的，某影像源某時刻的影像金字塔塊編碼格式為:〈hcode, source, level, row, col, time〉；其中，hcode表示影像數據塊的Hilbert編碼，source表示影像數據塊的源編碼，level表示影像數據塊所在層級，row表示影像數據塊的行號，col表示影像數據塊的列號，time表示影像數據塊的時間信息編碼，通過上述部分構成了影像塊的時空編碼。作為舉例而非限定，剖分多源影像金字塔第N層中某影像數據塊的Hilbert編碼為N-1層父影像數據塊的Hilbert編碼加上該層標識碼，影像數據塊行列編碼中的行號、列號都是從影像的左上角開始，從左向右列編碼逐漸增加，Col=O, I, 2……；從上到下行編碼逐漸增加，row=0, I, 2......0
[0047]根據上述聯合編碼格式為剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立合理、高效的空間索引，本實施例采用“影像數據所在空間位置_>影像數據源一〉影像數據時間戳”的三級索引；為適應類似三級索引的應用檢索模式，利用影像金字塔分塊的編碼格式〈hcode,source, level, row, col, time〉,并米用 “location—>source—>time” 的三級索引機制。
[0048]如圖4所示為影像分塊的三級索引結構示意圖，為實現按影像分塊所在地理位置的快速存取，為影像分塊編碼設計三級索引；索引建立方法如下:
[0049]第一級索引中存放所述剖分多源影像金字塔的層數和每層金字塔的分辨率、地理位置信息及區域的剖分組織分塊信息；具體的:利用層次編碼level索引影像數據塊在所述剖分多源影像金字塔中的層數，利用行號編碼row和列號編碼col索引所述剖分多源影像金字塔中對應層及對應地理位置的影像數據塊，完成第一級location索引；
[0050]第二級索引中存放所述剖分多源影像金字塔各層中影像的多源信息；具體的:利用源編碼source索引所述剖分多源影像金字塔對應層的數據源影像塊，完成第二級source 索引 ;
[0051]第三級索引中存放特定地理位置的數據源對應的多個影像塊的不同時間戳信息；具體的利用時間編碼time索引在不同時間拍攝的位于同一地址位置的相同影像數據源的影像數據塊，完成第三級time索引。
[0052]進一步的，為提高效率，以及避免索引結構占用較大存儲空間的問題。第一級索弓丨“location”可以利用影像數據塊Hibernet編碼hcode，采用B樹索引實現；第二級索引“source”和第三級索引“time”都采用一個動態鏈表實現索引。[0053]步驟13、將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型。
[0054]柵格化地圖為將不同比例尺的地圖根據DPI (每英寸的像素)繪制成不同分辨率的影像。如圖5所示為柵格化地圖關聯方法的示意圖，其基于既有層分塊的地理位置將對應位置的不同比例尺的地圖根據繪制成不同分辨率的影像，獲得柵格化地圖；然后，在多級剖分面片中存放對應地理位置的柵格化地圖，形成地圖金字塔；所述地圖金字塔按照地圖比例尺預先分層，每層按地圖分塊大小預先分塊；最后，根據所述多級剖分面片的對應關系和預設的DPI，將所述地圖金字塔各層級與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應的既有層相關聯。
[0055]示例性的，本實施例中柵格化地圖可使用下述方法計算:分辨率=比例尺分母/dpi數/39.3，其中，系數39.3為經驗值，用戶也可根據需求進行多次測試后重新確定該系數值。
[0056]矢量地圖數據是以連續的坐標記錄來表示各種地理實體，因此，基于建立索引后的剖分多源影像金字塔的矢量數據關聯時，除考慮每個面片內的矢量坐標點外，還要考慮“剖分化”產生的多余坐標點及空間對象拓撲結構的完整性問題。
[0057]本實施例中基于建立索引后的剖分多源影像金字塔中各個分塊的地理位置對所述矢量地圖數據進行剖分化處理，并與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應分塊相關聯。
[0058]其步驟主要為:根據矢量地圖比例尺及其精度，確定其在剖分格網中對應的層次級數；其次，根據多級剖分面片的范圍對點、線、多邊形等矢量數據進行分割；最后，將分割后的矢量數據將按照面片方式存儲；此處將基于點線面目標的矢量數據進行分塊存儲之后，則可以獲得分塊的矢量數據，而該分塊的矢量數據則可以按照主鍵——分塊編碼，與剖分多源影像金字塔中對應分塊進行關聯存儲。
[0059]通過上述方法可獲得星聯剖分多源金字塔模型，其示意圖可參見圖6，圖中以左上角處剖分多源影像金字塔為中心維，其采用分層分塊、多級格網的方法，其它類型信息(矢量地圖信息、目標屬性信息等)均按分塊面片所在地理范圍關聯至剖分影像金字塔，以分塊編碼為主鍵實現存儲入庫。
[0060]步驟14、將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
[0061]所述地理空間氣象信息可以區分為結構化信息與非結構化信息。
[0062]對于將結構化信息，例如，氣象信息，可以將包含結構化氣象信息的影像柵格化，獲得與該影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖，并將該氣象要素柵格化專題圖與所述星聯剖分多源金字塔模型中的對應層相關聯。
[0063]其中，獲得所述氣象要素柵格化專題的步驟如圖7所示，主要包括:
[0064]步驟71、查看包含氣象信息的影像集，取其中一幅影像；
[0065]步驟72、查看該影像的分辨率，獲取對應柵格單元的大小，并按對應大小繪制柵格單元；
[0066]步驟73、計算柵格單元中心點氣象要素值:若柵格單元中心點值可以計算獲得，則直接填充；若柵格單元中心點值不可以計算獲得，則通過插值法獲得；[0067]步驟74、獲得與影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖。并重復步驟71-步驟73直至獲得影像集中所有影像對應的氣象要素柵格化專題。
[0068]對于地理空間氣象信息中的非結構化信息，即帶有空間地理位置標識和拍攝或觀測時間標識的圖像數據，例如，格點場、雷達與云圖等，通過配準、切分及邊緣化處理后，與所述星聯剖分多源金字塔模型中的柵格影像數據(即柵格形式的多源多分辨率遙感影像)相對應，完成與所述星聯剖分多源金字塔模型的關聯。
[0069]為了便于理解所述地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯的過程，可參見圖8。如圖8，對于結構化氣象信息(如右縱列)，采用柵格化專題圖的方法，按各個分塊所在地理位置處的氣象要素值形成氣象要素柵格化專題圖，進而完成與剖分多源影像金字塔的關聯；對于非結構化氣象信息(左縱列)，采用配準、切分、邊緣化處理，與剖分多源影像金字塔分塊所在地理位置一致重合，實現關聯。
[0070]本發明實施例的多源地理空間信息關聯模型，基于現有的對象關系型數據庫實現模型，模型的中心維建立剖分多源影像金字塔，可以管理多源多分辨率的遙感影像數據；同時，模型按分層分塊方式管理遙感影像數據，避免了海量柵格影像數據導致的I/o (輸入/輸出)性能瓶頸問題。另外，由于模型基于全球位置剖分編碼理論實現多源地理空間信息的關聯，可以支持地理空間信息使用者基于位置的信息查詢處理需求。最后，由于發明了基于剖分的影像分塊三級索引技術，避免了隨時間增長的地理空間信息查找效率低下的問題。
[0071]另一方面，通過獲得的多源地理空間信息關聯模型，可以實現影像信息、地圖信息和氣象信息等多源地理空間信息基于位置的關聯，并支持用戶依據空間位置快速查詢獲取多源地理空間信息，為突發事件應急保障和基于位置的服務等地理空間應用提供信息基礎。
[0072]實施例二
[0073]圖9為本發明實施例二提`供的一種多源地理空間信息關聯模型的構建系統的示意圖。如圖9所示，該系統主要包括:
[0074]剖分多源影像金字塔獲取模塊91，用于將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔；
[0075]索引構建模塊92，用于對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引；
[0076]星聯剖分多源金字塔模型獲取模塊93，用于將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型；
[0077]多源地理空間信息關聯模型獲取模塊94，用于將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
[0078]進一步的，所述剖分多源影像金字塔獲取模塊91包括:剖分多源影像金字塔構建模塊911，用于構建所述剖分多源影像金字塔，且該模塊包括:
[0079]金字塔各層分辨率確定模塊9111，用于基于一致層次建立多源影像金字塔，將所述多源多分辨率遙感影像信息中分辨率最大的影像作為所述多源影像金字塔的底層，并根據所述分辨率最大的影像的分辨率^和層間采樣縮放比例M確定金字塔各層分辨率，其計算公式為= T0XLm ;其中，表示第L層影像的分辨率；[0080]影像插入模塊9112，用于按照所述多源多分辨率遙感影像的分辨率插入至所述多源影像金字塔的相應層；其中，金字塔中的既有層使用其原始數據作為該層影像；其他層則利用直接重采樣方法計算相應的影像；所述直接重采樣方法包括:按照坐標轉換函數Fx和Fy將對應分辨率的多源遙感影像上的像點坐標(x，y)處的灰度值賦給校正后的影像上
(X，Y)處的像點；其公式為:O::，::;;
[0081]影像分塊模塊9113，用于按照全球剖分理論對所述既有層的影像按剖分面片大小分塊，對其他層的影像按照2倍率確定分塊大小，并進行等大小規則分塊；完成所述剖分多源影像金字塔的構建；其中，在影像分塊過程中，若某塊邊緣不具備四個子塊，則用零塊補充，再進行合并采樣。
[0082]進一步的，所述索引構建模塊92包括:
[0083]三級索引機制建立模塊921，用于基于聯合編碼格式，為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立三級索引機制；所述聯合編碼格式為采用希爾伯特Hilbert編碼和行列編碼進行聯合編碼的編碼格式，其格式為:〈hcode, source, level, row, col, time);其中，hcode表示影像數據塊的Hilbert編碼，source表示影像數據塊的源編碼，level表示影像數據塊所在層級，row表示影像數據塊的行號，col表示影像數據塊的列號，time表示影像數據塊的時間信息編碼；
[0084]所述三級索引具體包括:
[0085]第一級索引中存放所述剖分多源影像金字塔的層數和每層金字塔的分辨率、地理位置信息及區域的剖分組織分塊信息；具體的:利用層次編碼level索引影像數據塊在所述剖分多源影像金字塔中的層數，利用行號編碼row和列號編碼col索引所述剖分多源影像金字塔中對應層及對應地理位置的影像數據塊，完成第一級索引；
[0086]第二級索引中存放所述剖分多源影像金字塔各層中影像的多源信息；具體的:利用源編碼source索引所述剖分多源影像金字塔對應層的數據源影像塊，完成第二級索引；
[0087]第三級索引中存放特定地理位置的數據源對應的多個影像塊的不同時間戳信息；具體的利用時間編碼time索引在不同時間拍攝的位于同一地址位置的相同影像數據源的影像數據塊，完成第三級索引。
[0088]進一步的，所述星聯剖分多源金字塔模型獲取模塊93包括:地圖信息關聯模塊931，用于將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯；且該模塊包括:
[0089]柵格化地圖信息關聯模塊9311，用于基于既有層分塊的地理位置將對應位置不同比例尺的地圖根據每英寸的像素DPI繪制成不同分辨率的影像，獲得柵格化地圖；在多級剖分面片中存放對應地理位置的柵格化地圖，形成地圖金字塔；所述地圖金字塔按照地圖比例尺預先分層，每層按地圖分塊大小預先分塊；根據所述多級剖分面片的對應關系和預設的DPI，將所述地圖金字塔各層級與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應的既有層相關聯；
[0090]矢量地圖信息關聯模塊9312，用于基于建立索引后的剖分多源影像金字塔中各個分塊的地理位置對所述矢量地圖數據進行剖分化處理，并與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應分塊相關聯。
[0091]進一步的，所述多源地理空間信息關聯模型獲取模塊94包括:地理空間氣象信息關聯模塊941，用于將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯；且該模塊包括:
[0092]結構化信息關聯模塊9411，用于將包含結構化氣象信息的影像柵格化，獲得與該影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖，并將該氣象要素柵格化專題圖與所述星聯剖分多源金字塔模型中的對應層相關聯；其中，獲得所述氣象要素柵格化專題的步驟包括:查看包含氣象信息影像的分辨率，獲取對應柵格單元的大小，并按對應大小繪制柵格單元；計算柵格單元中心點氣象要素值:若柵格單元中心點值可以計算獲得，則直接填充；若柵格單元中心點值不可以計算獲得，則通過插值法獲得；獲得與影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖；
[0093]非結構化信息關聯模塊9412，用于對于非結構化信息，通過配準、切分及邊緣化處理后，與所述星聯剖分多源金字塔模型中的柵格影像數據相對應，完成與所述星聯剖分多源金字塔模型的關聯。
[0094]需要說明的是，上述系統中包含的各個功能模塊所實現的功能的具體實現方式在前面的各個實施例中已經有詳細描述，故在這里不再贅述。
[0095]所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將系統的內部結構劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功倉泛。
[0096]通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例可以通過軟件實現，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式來實現。基于這樣的理解，上述實施例的技術方案可以以軟件產品的形式體現出來，該軟件產品可以存儲在一個非易失性存儲介質(可以是⑶-ROM，U盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
[0097]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種多源地理空間信息關聯模型的構建方法，其特征在于，該方法包括: 將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔； 對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引； 將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型； 將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，構建所述剖分多源影像金字塔的步驟包括: 基于一致層次建立多源影像金字塔，將所述多源多分辨率遙感影像信息中分辨率最大的影像作為所述多源影像金字塔的底層，并根據所述分辨率最大的影像的分辨率r0和層間采樣縮放比例M確定金字塔各層分辨率，其計算公式為:1Y = r(1XLM;其中，&表示第L層影像的分辨率，且當A小于預設的分辨率T時，將第L層作為該金字塔的頂層；按照所述多源多分辨率遙感影像的分辨率插入至所述多源影像金字塔的相應層；其中，金字塔中的既有層使用其原始數據作為該層影像；其他層則利用直接重采樣方法計算相應的影像；所述直接重采樣方法包括:按照坐標轉換函數Fx和Fy將對應分辨率的多源遙感影像上的像點坐標(x，y)處的灰度值賦給校正后的影像上(X，Y)處的像點；其公式為:pT = F'(x,.v).按照全球剖分理論對所述既有層的影像按剖分面片大小分塊，對其他層的影像按照2倍率確定分塊大小，并進行等大小規則分塊；完成所述剖分多源影像金字塔的構建；其中，在影像分塊過程中，若某塊邊緣不具備四個子塊，則用零塊補充，再進行合并采樣。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引包括: 基于聯合編碼格式，為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立三級索引機制；所述聯合編碼格式為采用希爾伯特Hilbert編碼和行列編碼進行聯合編碼的編碼格式，其格式為:〈hcode, source, level, row, col, time);其中，hcode表示影像數據塊的Hilbert編碼，source表示影像數據塊的源編碼，level表示影像數據塊所在層級，row表示影像數據塊的行號，col表示影像數據塊的列號，time表示影像數據塊的時間信息編碼；所述三級索引具體包括: 第一級索引中存放所述剖分多源影像金字塔的層數和每層金字塔的分辨率、地理位置信息及區域的剖分組織分塊信息；具體的:利用層次編碼level索引影像數據塊在所述剖分多源影像金字塔中的層數，利用行號編碼row和列號編碼col索引所述剖分多源影像金字塔中對應層及對應地理位置的影像數據塊，完成第一級索引； 第二級索引中存放所述剖分多源影像金字塔各層中影像的多源信息；具體的:利用源編碼source索引所述剖分多源影像金字塔對應層的數據源影像塊，完成第二級索引；第三級索引中存放特定地理位置的數據源對應的多個影像塊的不同時間戳信息；具體的利用時間編碼time索引在不同時間拍攝的位于同一地址位置的相同影像數據源的影像數據塊，完成第三級索引。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯的步驟包括: 基于既有層分塊的地理位置將對應位置不同比例尺的地圖根據每英寸的像素DPI繪制成不同分辨率的影像，獲得柵格化地圖；在多級剖分面片中存放對應地理位置的柵格化地圖，形成地圖金字塔；所述地圖金字塔按照地圖比例尺預先分層，每層按地圖分塊大小預先分塊；根據所述多級剖分面片的對應關系和預設的DPI，將所述地圖金字塔各層級與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應的既有層相關聯； 基于建立索引后的剖分多源影像金字塔中各個分塊的地理位置對所述矢量地圖數據進行剖分化處理，并與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應分塊相關聯。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯包括: 將包含結構化氣象信息的影像柵格化，獲得與該影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖，并將該氣象要素柵格化專題圖與所述星聯剖分多源金字塔模型中的對應層相關聯；其中，獲得所述氣象要素柵格化專題的步驟包括:查看包含氣象信息影像的分辨率，獲取對應柵格單元的大小，并按對應大小繪制柵格單元；計算柵格單元中心點氣象要素值:若柵格單元中心點值可以計算獲得，則直接填充；若柵格單元中心點值不可以計算獲得，則通過插值法獲得；獲得與影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖； 對于非結構化信息，通過配準、切分及邊緣化處理后，與所述星聯剖分多源金字塔模型中的柵格影像數據相對應，完成與 所述星聯剖分多源金字塔模型的關聯。
6.—種多源地理空間信息關聯模型的構建系統,其特征在于,該系統包括: 剖分多源影像金字塔獲取模塊，用于將多源多分辨率遙感影像信息按照全球剖分理論分層分塊存儲，獲得按地理位置關聯的剖分多源影像金字塔； 索引構建模塊，用于對所述剖分多源影像金字塔中各層分塊進行聯合編碼，并基于聯合編碼格式為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立索引； 星聯剖分多源金字塔模型獲取模塊，用于將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯，獲得星聯剖分多源金字塔模型； 多源地理空間信息關聯模型獲取模塊，用于將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯，獲得多源地理空間信息關聯模型。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述剖分多源影像金字塔獲取模塊包括:剖分多源影像金字塔構建模塊，用于構建所述剖分多源影像金字塔，且該模塊包括: 金字塔各層分辨率確定模塊，用于基于一致層次建立多源影像金字塔，將所述多源多分辨率遙感影像信息中分辨率最大的影像作為所述多源影像金字塔的底層，并根據所述分辨率最大的影像的分辨率^和層間采樣縮放比例M確定金字塔各層分辨率，其計算公式為:iy = r0XLM ;其中，IY表示第L層影像的分辨率； 影像插入模塊，用于按照所述多源多分辨率遙感影像的分辨率插入至所述多源影像金字塔的相應層；其中，金字塔中的既有層使用其原始數據作為該層影像；其他層則利用直接重采樣方法計算相應的影像；所述直接重采樣方法包括:按照坐標轉換函數Fx和Fy將對應分辨率的多源遙感影像上的像點坐標(x，y)處的灰度值賦給校正后的影像上(X，Y)處的
fX-Fv(x,v)像點；其公式為= 影像分塊模塊，用于按照全球剖分理論對所述既有層的影像按剖分面片大小分塊，對其他層的影像按照2倍率確定分塊大小，并進行等大小規則分塊；完成所述剖分多源影像金字塔的構建；其中，在影像分塊過程中，若某塊邊緣不具備四個子塊，則用零塊補充，再進行合并采樣。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述索引構建模塊包括: 三級索引機制建立模塊，用于基于聯合編碼格式，為所述剖分多源影像金字塔中的地理位置信息建立三級索引機制；所述聯合編碼格式為采用希爾伯特Hilbert編碼和行列編碼進行聯合編碼的編碼格式，其格式為:〈hcode, source, level, row, col, time);其中，hcode表示影像數據塊的Hilbert編碼，source表示影像數據塊的源編碼，level表示影像數據塊所在層級，row表示影像數據塊的行號，col表示影像數據塊的列號，time表示影像數據塊的時間信息編碼； 所述三級索引具體包括: 第一級索引中存放所述剖分多源影像金字塔的層數和每層金字塔的分辨率、地理位置信息及區域的剖分組織分塊信息；具體的:利用層次編碼level索引影像數據塊在所述剖分多源影像金字塔中的層數，利用行號編碼row和列號編碼col索引所述剖分多源影像金字塔中對應層及對應地理位置的影像數據塊，完成第一級索引；` 第二級索引中存放所述剖分多源影像金字塔各層中影像的多源信息；具體的:利用源編碼source索引所述剖分多源影像金字塔對應層的數據源影像塊，完成第二級索引； 第三級索引中存放特定地理位置的數據源對應的多個影像塊的不同時間戳信息；具體的利用時間編碼time索引在不同時間拍攝的位于同一地址位置的相同影像數據源的影像數據塊，完成第三級索引。
9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述星聯剖分多源金字塔模型獲取模塊包括:地圖信息關聯模塊，用于將柵格化地圖和矢量地圖信息按照對應的地理位置與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔相關聯；且該模塊包括: 柵格化地圖信息關聯模塊，用于基于既有層分塊的地理位置將對應位置不同比例尺的地圖根據每英寸的像素DPI繪制成不同分辨率的影像，獲得柵格化地圖；在多級剖分面片中存放對應地理位置的柵格化地圖，形成地圖金字塔；所述地圖金字塔按照地圖比例尺預先分層，每層按地圖分塊大小預先分塊；根據所述多級剖分面片的對應關系和預設的DPI，將所述地圖金字塔各層級與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應的既有層相關聯； 矢量地圖信息關聯模塊，用于基于建立索引后的剖分多源影像金字塔中各個分塊的地理位置對所述矢量地圖數據進行剖分化處理，并與所述建立索引后的剖分多源影像金字塔中對應分塊相關聯。
10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述多源地理空間信息關聯模型獲取模塊包括:地理空間氣象信息關聯模塊，用于將地理空間氣象信息與所述星聯剖分多源金字塔模型相關聯；且該模塊包括: 結構化信息關聯模塊，用于將包含結構化氣象信息的影像柵格化，獲得與該影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖，并將該氣象要素柵格化專題圖與所述星聯剖分多源金字塔模型中的對應層相關聯；其中，獲得所述氣象要素柵格化專題的步驟包括:查看包含氣象信息影像的分辨率，獲取對應柵格單元的大小，并按對應大小繪制柵格單元；計算柵格單元中心點氣象要素值:若柵格單元中心點值可以計算獲得，則直接填充；若柵格單元中心點值不可以計算獲得，則通過插值法獲得；獲得與影像分辨率相同的氣象要素柵格化專題圖； 非結構化信息關聯模塊，用于對于非結構化信息，通過配準、切分及邊緣化處理后，與所述星聯剖分多源金字塔模型中的柵格影像數據相對應，完成與所述星聯剖分多源金字塔模型的關聯。
【文檔編號】G06F17/30GK103488736SQ201310428926
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】熊焰, 王行甫, 汪娜, 劉士琛, 萬壽紅 申請人:中國科學技術大學