[發明專利]一種混合并行方式柵格影像金字塔構建方法

有效

• 申請號: 201610018294.X
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105677488B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 陳犖;吳秋云;劉世永;鐘志農;熊偉;吳燁;陳浩;伍江江;李軍;景寧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 胡偉華

1.一種混合并行方式柵格影像金字塔構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

(S1)初始化設定金字塔級數level、進程總個數n和金字塔級數迭代初始值lev為0級；消息傳遞接口(MPI)為每個進程分配一個進程號i，0≤i<n，作為該進程的唯一標識，其中i，level，n為整數；

(S2)獲取原始柵格影像，各進程讀取原始柵格影像的元數據信息；所述柵格影像的元數據信息包括原始柵格影像的長，寬，波段數，數據類型；

(S3)指定一個進程為主進程，創建空金字塔框架文件，并對創建的空金字塔框架文件采用多線程技術進行結構組織；具有過程為：主進程根據金字塔級數和柵格影像的元數據信息計算待創建空的金字塔框架文件的大小；若金字塔框架文件不超過4GB，則創建GeoTIFF格式的金字塔文件；如果金字塔文件大小超過4GB，則創建BigTIFF格式的金字塔文件；其中，GeoTIFF表示地理參考標簽影像文件格式，BigTIFF表示大規模標簽影像文件格式；主進程采用多線程的方式并行設置相應標記位把數據區和標簽區的位置劃分出來；將每層金字塔的元數據信息寫入金字塔文件中標簽區相應標簽位，將數據區預留；

(S4)數據任務劃分：按照行劃分的方式把柵格影像的數據量平均劃分給各個進程，每個進程根據進程號計算其所分配得到的數據塊在原始影像上的邏輯偏移位置；行劃分方式具體如下：以像素為單位，假設柵格影像的長為Xsize，寬為Ysize，波段個數為nBands，進程總數為n，則每個進程分配得到數據量DataSize等于(Ysize/n)×Xsize×nBands；邏輯偏移位置具體計算方式如下：假設當前進程的進程號為i(0≤i<n)，則該進程所讀取數據的邏輯偏移位置DataOffset為i×(Ysize/n)×Xsize；

(S5)讀取數據：各個進程根據步驟(S4)中的數據劃分的邏輯偏移位置，采用GDAL類庫的RasterIO函數將柵格影像的各波段數據依次讀取到內存；

(S6)各個進程根據當前金字塔級數采用最鄰近內插算法依次對步驟(S5)中讀取的數據進行對應粒度為2^lev的重采樣，lev為當前金字塔級數；將各波段重采樣后的結果存入內存中；

(S7)并行寫出結果，各個進程根據進程號以及波段號解算各波段在結果文件中的寫入偏移位置；根據寫入偏移位置采用MPI的MPI_File_write_at函數將內存中各波段重采樣后的結果依次并行寫入金字塔文件數據區的相應位置；

(S8)將當前金字塔級數加1，如果當前金字塔級數小于等于設定金字塔級數，則返回步驟(S6)；如果當前金字塔級數大于設定金字塔級數，則金字塔構建完畢。

2.如權利要求1所述的一種混合并行方式柵格影像金字塔構建方法，其特征在于，所述步驟(S7)中的具體解算方法如下：利用libtiff類庫的TIFFGetField函數獲取到該層金字塔數據區起始偏移位置ovrOffset，設當前進程的進程號為i，波段號為iband，0≤iband<nBands，iband為整數；以像素為單位當前層級金字塔大小為ovrXSize×ovrYSize，則各進程寫入偏移位置為ovrOffset+ovrXSize×ovrYSize×iband+resBuffsize，resBuffsize為前i個進程重采樣數據大小之和。