[发明专利]一种栅格数据的交叉计算方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及空间数据处理的技术领域，特别是涉及一种栅格数据的交叉计算方法和装置。

背景技术

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种具有采集空间数据并存储、管理、分析与表现空间信息的计算机系统。在GIS系统应用中，栅格数据有着广泛的应用，尤其是随着硬件技术提高，海量栅格数据的存储与计算已经普遍的存在于很多系统中。

对于多个栅格数据的交叉计算，在应用中是一种非常普通的需求。“栅格数据的交叉计算”是指这样的情形：假设有一个栅格数据A，其描述的是全国范围的坡度属性，其每个栅格象素存储的是坡度值，栅格数据的分辨率假设为30米，即每个栅格象素单元代表的实际地理空间范围是30米×30米=900平方米，栅格象素单元的值含义为该900平方米的地面坡度。同时，还有另外一个栅格数据B,其描述的是全国范围的植被属性，每个栅格象素存储的是地表植被情况代码，比如用代码1表示沙地，代码2表示耕地，等等。栅格数据的分辨率也为30米，即栅格数据B的每个象素单元代表900平方米范围内的植被情况。需要指出的是，进行交叉计算的两个或多个栅格数据需要具有相同的分辨率，否则这两个或多个栅格数据的象素单元在空间上不匹配，是无法进行计算的。在实际项目中，“全国范围内坡度大于10度的耕地的分布情况怎么样？以及总面积多少？”，类似这样的多个栅格数据的交叉性计算问题很多。但是，现在的GIS系统中，对多个栅格数据的交叉计算，往往涉及到海量数据的多次分析处理，计算性能是个核心的技术瓶颈。

因此，本领域技术人员迫切需要解决的问题是：如何在目前的GIS系统计算性能条件下，提高多个栅格数据交叉计算的效率。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种栅格数据的交叉计算方法和装置，能够用以提高GIS系统中两个或多个栅格数据进行交叉计算的效率。

为了解决上述问题，本申请公开了一种栅格数据的交叉计算方法，所述方法涉及至少两组栅格数据的交叉计算，每组栅格数据包括M×N个象素单元，其中，所述M为行，N为列，所述方法包括：

分别将每组栅格数据划分成2^w×2^w个栅格块，其中每个栅格块包括T×T个象素单元；

分别针对每组栅格数据的栅格块，建立四叉树结构，形成2^w×2^w个叶子节点；

按照预置规则对所述2^w×2^w个叶子节点进行赋值；

采用每组栅格数据对应栅格块的叶子节点赋值进行交叉计算，获得计算结果。

优选地，所述分别针对每组栅格数据的栅格块，建立四叉树结构，形成2^w×2^w个叶子节点的步骤包括：

分别针对每组栅格数据的所有栅格块，按照四叉树进行划分，直到划分到节点只对应1个栅格块为止，获得包括从第1层至第w+1层的四叉树结构，所述第w+1层包括2^w×2^w个叶子节点。

优选地，所述预置规则包括：

判断所述叶子节点中各象素单元的值，是否满足预置的计算条件，若是，则对所述叶子节点赋第一特征值；若否，则对所述叶子节点赋第二特征值；

以及，

当属于同一父节点的叶子节点均被赋予第二特征值时，对所述父节点赋第二特征值，并删除所述父节点下的叶子节点。

优选地，所述栅格数据包括第一栅格数据rootA和第二栅格数据rootB，所述交叉计算为所述第一栅格数据rootA和第二栅格数据rootB的交集计算，所述采用每组栅格数据对应栅格块的叶子节点赋值进行交叉计算，获得计算结果的步骤包括：

子步骤S11，分别从所述第一栅格数据rootA和第二栅格数据rootB四叉树结构的第1层到第w+1层，自上而下逐个读取每一层中相对应的节点的赋值；

子步骤S12，判断所述第一栅格数据rootA和第二栅格数据rootB相对应的节点赋值的状态，若均没有赋值，则执行子步骤S13；若均为第一特征值，则执行子步骤S14；若均为第二特征值，则执行子步骤S15；若其中一节点赋值为第一特征值，另一节点赋值为第二特征值，则执行子步骤S15；若其中一节点没有赋值，另一节点有赋值，则执行子步骤S 15；

子步骤S13，继续逐个读取该节点的下一层子节点的赋值，返回子步骤S12；

子步骤S14，获得当前节点的交叉计算结果不为空；