[發明專利]基于MapReduce的靜態瓦片金字塔并行構建方法

有效

• 申請號: 201510051204.2
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104657436B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 全吉成;吳晨;劉宇;王宏偉;楊明權;白新偉;李明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍航空大學
• 主分類號: G06F16/909
• 分類號: G06F16/909;G06T1/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

一種基于MapReduce的靜態瓦片金字塔并行構建方法，屬于遙感影像處理技術領域。本發明的目的是基于MapReduce的并行計算模型，針對遙感影像的特點，快速進行批量遙感影像并行處理的基于MapReduce的靜態瓦片金字塔并行構建方法。本發明通過Map瓦片處理、創建層瓦片、瓦片影像的生成、Reduce瓦片合并四步驟來完成。本發明提出改進的基于MapReduce批量遙感影像的靜態瓦片金字塔構建算法，實現了批量遙感影像瓦片金字塔的快速并行構建與生成瓦片金字塔大文件的結合。通過本發明瓦片金字塔大文件和HBase瓦片索引表的結構，從而建立全球瓦片影像的快速檢索模型。

技術領域

本發明屬于遙感影像處理技術領域。

背景技術

經緯度剖分網格模型是按照固定的經線、緯線間隔遞歸劃分的多層次網格，具有簡單、快捷、實用優點。傳統的經緯度剖分網格模型主要用于粗略表達地球表面的空間位置，一般經度要求不高，網格的劃分層次不多。典型的剖分網格模型有NGA的世界地理參考系統（World Geographic Reference System, Georef）和全球區域參考系統(Globe AreaReference System, GARS)等。上述剖分網格模型源于不同的應用背景，基本上以經緯度坐標系統為劃分基礎，剖分層次一般為3~4層，各個層級都有較完整的編碼體系，但是通常難以滿足更精確的地理定位。瓦片金字塔模型是目前公認的組織管理海量影像的有效方法。由于構建瓦片金字塔時需要重采樣生成低分辨率的上層影像，因此計算量大且耗時長。隨著遙感影像數據量的急劇增加，集中處理模式已很難滿足當前遙感影像的處理要求。剖分瓦片金字塔是統一管理全球海量影像的有效手段，能夠實現同一地理坐標系下海量影像的快速瀏覽。由于影像數據的投影方式不同，瓦片金字塔模型會有所區別。一般需要根據應用需求，合理確定影像數據的投影格式。

發明內容

本發明的目的是基于MapReduce的并行計算模型，針對遙感影像的特點，快速進行批量遙感影像并行處理的基于MapReduce的靜態瓦片金字塔并行構建方法。

本發明的步驟是：

（1）Map瓦片處理階段：計算由單幅遙感影像生成的瓦片金字塔的各層瓦片行列范圍：

根據GTPM模型、遙感影像的空間大小和經緯度范圍，確定輸出瓦片的層級范圍，其中，為表3.2中最接近分辨率的層級，對每個，計算出瓦片金字塔的各層瓦片在GTPM模型中的行列范圍，公式如下：

（3.1）

其中，為向下取整；放大或縮小后的層影像像素大小為：

（3.2）

其中，為向上取整，為的像素寬度和高度；

（2）創建層瓦片任務：

對于涉及到層的每個瓦片影像，計算瓦片在層的像素坐標范圍為：

（3.3）

在對進行采樣生成時，影像數據貢獻的像素范圍

為：

（3.4）

其中，為左上角像素點經緯度在層上的像素坐標；瓦片上的有效像素（不透明像素區域）范圍可計算得到為

：

（3.5）

其中，為右下角點經緯度在層上的像素坐標；確定了中和的有效像素區域對應的像素區域；構建了瓦片金字塔第層任務；再將第層瓦片作為輸入執行上述步驟，即實現第層的瓦片任務構建，此時；如此循環直至生成第一層瓦片，實現瓦片金字塔任務的創建；

（3）瓦片影像的生成：