[发明专利]一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统，属于计算机程序技术领域。

背景技术

矢量数据和栅格数据是地理信息系统中最长见的两种空间数据结构。但随着航天技术的快速发展，所能提供的各种类型、各种分辨率的遥感影像数据也越来越丰富，遥感影像信息已经成为地理信息系统中的一个非常重要的信息来源，同时地理信息系统的发展也对对遥感信息的依赖性变得越来越强了。但是由于栅格数据本身所具有的缺陷，使得他在地理信息系统中的应用受到了一定的限制，因此将栅格数据转换为矢量数据也就变得非常重要了；同时栅格转矢量技术也是属于地理信息处理技术中相对比较经典的技术问题，也产生和积累了比较多的计算方法，并在地理信息系统中得到应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统。

一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统，对遥感影像数据进行栅格数据矢量化，将遥感影像上具有相同属性内容的像元，转化为能够用包含有：不同面积、不同周长、不同属性、不同形状来表示的矢量图形元素，并且也能够表现出这些不同矢量图形元素之间，所存在的相邻、包容和被包容的空间拓扑关系。并且转化后的矢量图形元素属性与遥感影像上所对应的像元，在空间位置上具有完全相同的一一对应关系。

一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统，通过分层次的边界点拓扑搜索分析计算模型，将栅格数据像元间的拓扑关系简化，在模型计算中自动生成包含有坐标位置信息的边界节点，并且这些边界节点数据还具有他从哪里开始、到哪里结束的边界走向的指向性信息；在多边形搜索中，通过边界节点数据的指向性，可以十分明确的定位与之相连的边界节点的确切位置信息，将这些具有特定关系的边界节点全部连接起来，就自动形成一个封闭多边形，并且通过判断封闭多边形的走向，如果是顺时针他就是一个独立多边形，他可能包含有岛多边形；如果是逆时针他就一定是被某个独立多边形所包容的岛多边形。而不可能出现多边形相互间的重叠、相交；相邻、包容拓扑关系错误和不完整情况，所有本发明具有方法简洁、生成的边界节点数据具有明确的指向性和唯一性的特定拓扑关系。

而且本发明的另外一个特点是，可以对栅格数据中的某些指定的像元属性值或内容，进行栅格转矢量计算。而不存在现有栅格转矢量方法中，只能一次将栅格数据全部转化为矢量数据的强制性限制。因此本发明可以极大的提高转化效率和应用领域。

本发明的栅格转矢量方法，只需要对需要转换的图像数据加载一次，就能够自动完成整个转换过程，不需要进行任何转换后的后期处理工作，并且转换后不可能出现多边形相互间重叠、相交；相邻、包容拓扑关系错误和不完整的情况。

此本发明特别适合于超大数据量、栅格数据中像元相邻关系极其复杂的栅格转矢量计算。该方法提高在森林资源监测、湿地资源监测、土地资源监测等各种资源在分布范围、资源变化、预测分析等方面的数据处理效率；特别是需要对监测目标进行实时跟踪处理的自然灾害在发生、发展情况中的监测分析预警系统；及目标识别、目标制导等军事应用领域中的需要进行栅格转矢量的计算应用；并且该方法在转化后的矢量数据中，不存在转换误差、不需要进行任何后期处理操作，故该方法具有计算模型简单、转换效率高、速度快，自动化程度高和可有选择性的将栅格数据转化为矢量数据的突出特点。

一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行系统,包括数据预处理流程器、栅格转矢量流程器、创建矢量数据流程器、创建矢量文件流程器；

数据预处理流程；

在获取遥感影像数据后，为了实现方法的简单化、避免在计算中需要对栅格数据中的四个边界上（第一行、最后一行、第一列和最后一列）的数据进行特殊计算，减少计算中的条件分支判断，提高运算效率，达到用一个统一直观的处理流程进行计算的目的，对栅格数据进行了边界扩展处理，即进行数据预处理操作。

数据预处理的目的是在将原栅格数据的四周添加一圈新的像元数据。

对于所要添加的像元数据，要求是该数据的像元值或属性内容，要与原栅格数据中任何一个的像元值或属性内容都不相同。

数据预处理的第二个目的是根据像元值或属性内容的分类，设置栅格转矢量的条件。是将栅格数据全部转换为矢量数据；还是只转换某些指定像元值或属性内容中某些类型的像元，即设置栅格转矢量所依据的基本条件。

在数据预处理结束后，启动栅格转矢量流程器，该流程是一个可以同时进行并行计算的流程，所需要启动的流程的个数，将根据所设置的栅格转矢量条件中的转换类型数量来确定。