[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有效

专利信息
申请号: 201410055084.9 申请日: 2014-02-18
公开(公告)号: CN103839222B 公开(公告)日: 2017-10-24
发明(设计)人: 孟献策;鞠洪波;肖鹏;陈永富;张怀清;刘华 申请(专利权)人: 中国林业科学研究院资源信息研究所;中天共创科技(北京)有限公司
主分类号: G06T3/00 分类号: G06T3/00
代理公司: 北京市商泰律师事务所11255 代理人: 毛燕生
地址: 100091 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要: 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。数据预处理流程;在获取遥感影像数据后,对栅格数据进行了边界扩展处理,即进行数据预处理步骤;在数据预处理结束后,启动栅格转矢量流程,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;创建矢量数据流程;在栅格转矢量结束后,启动创建多边形矢量数据流程;创建矢量文件流程;首先根据栅格数据所使用的坐标系信息,创建矢量文件和坐标系,然后根据多边形矢量数据中独立多边形的数量,建立循环搜索过程,完成创建矢量文件流程,结束对一个栅格文件的转换工作。
搜索关键词: 一种 基于 层次 边界 拓扑 搜索 模型 栅格 矢量 并行 系统
【主权项】:
一种基于分层次边界拓扑搜索模型的栅格转矢量并行方法,其特征在于包括数据预处理流程、栅格转矢量流程、创建矢量数据流程、创建矢量文件流程;只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算法中,只能一次将栅格数据全部转化为矢量数据的强制性限制;数据预处理流程;在获取遥感影像数据后,对栅格数据进行了边界扩展处理,即进行数据预处理步骤;栅格转矢量流程;在数据预处理结束后,启动栅格转矢量流程,它是一个并行计算的操作流程,其所需启动的流程的个数,是在程序开始时,设置需要对哪几种类型的属性数据进行转化所确定的一个具体数值,然后按照行或列的方式对数据进行分组,分组后进行并行计算;创建矢量数据流程;在栅格转矢量结束后,启动创建多边形矢量数据流程;创建多边形矢量数据的目的是,为多边形数据结构中的每个岛多边形,找到一个能够包容它的最小独立多边形,找到这个独立多边形后,将岛多边形的坐标点链表中的坐标数据,添加到包容它的独立多边形的坐标点链表的末端,修改独立多边形的面积为:S=S‑SD,S为独立多边形面积,SD为岛多边形面积;并给独立多边形的岛多边形数量的属性值+1,它的初始值为0;重复上述操作直到为所有岛多边形找到包容它的独立多边形为止;创建矢量文件流程;首先根据栅格数据所使用的坐标系信息,创建矢量文件和坐标系,然后根据多边形矢量数据中独立多边形的数量,建立循环搜索过程,每次读取一个多边形矢量数量,并按照多边形矢量数据的结构写入到矢量文件中,当将多边形矢量数据中的所有独立多边形矢量数据全部写入到矢量文件中时,完成创建矢量文件流程,结束栅格转矢量流程,结束对一个栅格文件的转换工作;数据预处理流程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,其要求是对所添加数据的像元值或属性内容,要与原栅格数据中的所有像元值或属性内容完全不同;数据预处理流程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;对于分层次边界拓扑搜索模型算法而言,即使不进行数据预处理操作,也可以实现栅格转矢量操作,只是在节点计算时增加一些条件控制和分支判断即可实现;根据栅格转矢量条件中的具体转换类型,对扩展后的栅格数据,进行边界拓扑搜索模型计算,对计算中搜索到的边界点,称为节点,压入到在方法中预先设置的先入先出堆栈中,同时启动多边形搜索调度与控制流程,同步对边界点,称为节点,数据进行多边形搜索计算;多边形搜索计算也是一个同时对多个多边形,进行搜索并行计算的过程,直到将压入堆栈的边界点全部生成多边形矢量数据时,结束此流程,即完成栅格转矢量的多边形搜索工作;栅格转矢量流程是依据边界拓扑搜索模型,一次只针对栅格数据中某一个像元属性类型或像元值,即数据预处理流程中所设置的栅格转矢量条件中的某一个具体参数,对栅格数据进行遍历搜索的过程,对在搜索中得到的节点边界点数据,是下一步进行多边形搜索的数据基础;在多边形搜索时:是从创建一个多边形数据结构开始的,通过遍历节点数据间的连接关系,找出那些节点间相互连接符合特定条件的方向要求和坐标点位置要求的节点,并且这些节点通过相互间的连接,形成一个首尾相连的闭合多边形,将这个闭合多边形作为多边形数据结构中的一条多边形记录进行保存;重复上述操作,直到将所有在边界拓扑搜索模型计算中搜索到的节点数据,全部搜索成一个个封闭多边形,作为一条条多边形记录,添加到多边形数据结构中,完成一个分层次的栅格转矢量的多边形搜索过程;栅格转矢量的搜索,含有以下步骤;栅格数据中的一个像元就是对应于地表上的一个二维正方形区域,也有矩形的,该矩形的四条边,就是此像元与其它相邻像元的分界线;对于一个由3*3像元组成的像元矩阵来讲,处于矩阵中心的像元,称之为中心点像元,在中心点像元周围还分布有八个像元;从拓扑关系上来讲,与中心点像元共同拥有分界线的相邻像元,只有位于中心点像元的上、下、左、右四个像元;这四个像元称为边相邻像元;与此中心点像元相关的像元,还有位于正方形四个顶点上的四个像元,这四个像元与中心点像元共同拥有正方形的四个顶点坐标,这四个像元称为点相邻像元;从中心点像元与相邻像元的关系中可以看出,在进行栅格转矢量时,既要考虑边相邻像元之间共用分界线的问题,还要考虑点相邻像元可能出现的不同情况;在栅格数据中,如果有一块栅格数据的像元类型或像元值在一定范围内是完全相同的,那么这些像元就可以形成任意的形状,如果将它们作为一个独立的数据层,那么与该独立数据层相邻的所有像元,它们的像元类型或像元值就一定与这个独立数据层完全不同,将这些相邻像元都当作一个相邻数据层;依据上述分层次处理的技术路线,通过将独立数据层与相邻数据层间的分界线都提取出来,连接成一个个封闭多边形,即分层次栅格转矢量。
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