[发明专利]大量分块地形数据的动态淹没区提取方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地球科学计算领域，特别是涉及大数据量分块地形数据的动态淹没区提取方法、装置及其系统。

背景技术

数字高程模型(Digital elevation model，DEM)是重要的地表参数数据，但由于地表的连续复杂变化，导致DEM数据量较大，而且随着区域范围的增大和分辨率的精细而成几何倍数增长。例如，全球1km DEM的数据量为1.7G(GeoTiff文件格式)，而90m DEM的数据量大约为400G。大数据量DEM在存储、处理和分析上均存在困难，根据地理范围将DEM分块存储，是解决大数据量DEM存储的有效方法，不仅避免了单个栅格数据文件的容量限制(如GeoTIFF的4G限制)，而且为根据实际需要加载特定区域DEM提供基础。然而，地理分块使空间相邻的地形单元分拆到不同数据集中，从而对基于DEM的分析带来困难，尤其是涉及相邻空间拓扑关系判读的分析。现有DEM在尺度和地理区域上仍然非常有限，在地理范围较大的区域进行分析的过程中，涉及的DEM往往来自不同来源，且使用不同的分块方式，从而更增加了实施空间分析的难度，如：公里网格分块、Landsat行列分块等不同分块方法。

随着全球变化形式的加剧，海平面变化日益受到广泛重视。而需要根据海平面的变化情况，快速准确地提取其对沿海地区的影响，提取变化区域(被淹没或新出现区域)对研究和理解海平面变化的影响具有重要价值。

然而淹没区判断条件较为复杂，不仅依赖于高程，即是否低于海平面，而且还取决于周围的地形，即拓扑关系，如内陆低地等特殊区域。

传统的淹没区提取方法只能够适用于单个DEM文件，且采用高内存消耗的算法。对于大区域范围的高精度DEM，由于其参与处理的数据量巨大，对于内存资源的要求较高。根据上面的分析，海平面淹没区分析的开展，需要基于研究区与周围较大地理范围内的地形情况，涉及的DEM数据量更大，因而传统的高内存消耗方法难以适用。此外，传统的高内存消耗方法不但受限于计算机有限的内存资源，而且不适用于分块存储的DEM数据。

故而，一种能够适应不同的内存资源条件，或者能够控制对内存资源的需求，并能够针对大数据量分块存储的地形数据进行处理，提取其淹没区的方法，为科研和产业中亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种大量分块地形数据的动态淹没区提取方法、装置及其系统，用于解决适应于不同的内存资源条件，降低磁盘IO次数，针对大数据量且以数据分块形式存储和管理的地形数据提取被淹没区域的问题。

本发明进一步解决了，针对以多种不同分块形式存储的地形数据集进行分析的问题。

本发明进一步解决了，形成代表淹没区的优化矢量形式的地理多边形进行显示的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大量分块地形数据的动态淹没区提取方法，运行于数据处理装置中，用于对以不同分块形式存储的分块地形数据集进行分析，包括：

扫描分块地形数据集，为分块地形数据集建立对应的地理空间网格索引表；

根据该数据处理装置的内存资源，设定用于分析该分块地形数据集的移动窗口的大小；

该移动窗口遍历该索引表，通过该索引表提取空间范围与移动窗口覆盖的空间范围重叠的分块地形数据集的数据，并根据用户输入的海平面高度变化值，计算淹没区数据；

从该淹没区数据中提取矢量形式的淹没区边界。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种大量分块地形数据的动态淹没区提取系统，设置于数据处理装置中，用于对以不同分块形式存储的分块地形数据集进行分析，包括：

索引表设立模块，用于扫描分块地形数据集，为分块地形数据集建立对应的地理空间网格索引表；

移动窗口设定模块，用于根据该数据处理装置的内存资源，设定用于分析该分块地形数据集的移动窗口的大小；

淹没区计算模块，利用该移动窗口遍历该索引表，通过该索引表中提取空间范围与移动窗口覆盖的空间范围重叠的分块地形数据集的数据，并根据用户输入的海平面高度变化值，计算淹没区数据；

淹没区边界提取模块，用于从该淹没区数据中提取矢量形式的淹没区边界。

本发明还公开了一种大量分块地形数据的动态淹没区提取装置，包括数据处理模块，输入模块、输出模块、内存模块、数据存储模块，数据存储模块中存储有以不同分块形式存储的分块地形数据集，该数据处理模块中包括：

索引表设立模块，用于扫描数据存储模块中的数据集，并为数据集建立对应的地理空间网格索引表；