[发明专利]基于MapReduce的静态瓦片金字塔并行构建方法

说明书

一种基于MapReduce的静态瓦片金字塔并行构建方法，属于遥感影像处理技术领域。本发明的目的是基于MapReduce的并行计算模型，针对遥感影像的特点，快速进行批量遥感影像并行处理的基于MapReduce的静态瓦片金字塔并行构建方法。本发明通过Map瓦片处理、创建层瓦片、瓦片影像的生成、Reduce瓦片合并四步骤来完成。本发明提出改进的基于MapReduce批量遥感影像的静态瓦片金字塔构建算法，实现了批量遥感影像瓦片金字塔的快速并行构建与生成瓦片金字塔大文件的结合。通过本发明瓦片金字塔大文件和HBase瓦片索引表的结构，从而建立全球瓦片影像的快速检索模型。

技术领域

本发明属于遥感影像处理技术领域。

背景技术

经纬度剖分网格模型是按照固定的经线、纬线间隔递归划分的多层次网格，具有简单、快捷、实用优点。传统的经纬度剖分网格模型主要用于粗略表达地球表面的空间位置，一般经度要求不高，网格的划分层次不多。典型的剖分网格模型有NGA的世界地理参考系统（World Geographic Reference System, Georef）和全球区域参考系统(Globe AreaReference System, GARS)等。上述剖分网格模型源于不同的应用背景，基本上以经纬度坐标系统为划分基础，剖分层次一般为3~4层，各个层级都有较完整的编码体系，但是通常难以满足更精确的地理定位。瓦片金字塔模型是目前公认的组织管理海量影像的有效方法。由于构建瓦片金字塔时需要重采样生成低分辨率的上层影像，因此计算量大且耗时长。随着遥感影像数据量的急剧增加，集中处理模式已很难满足当前遥感影像的处理要求。剖分瓦片金字塔是统一管理全球海量影像的有效手段，能够实现同一地理坐标系下海量影像的快速浏览。由于影像数据的投影方式不同，瓦片金字塔模型会有所区别。一般需要根据应用需求，合理确定影像数据的投影格式。

发明内容

本发明的目的是基于MapReduce的并行计算模型，针对遥感影像的特点，快速进行批量遥感影像并行处理的基于MapReduce的静态瓦片金字塔并行构建方法。

本发明的步骤是：

（1）Map瓦片处理阶段：计算由单幅遥感影像生成的瓦片金字塔的各层瓦片行列范围：

根据GTPM模型、遥感影像的空间大小和经纬度范围，确定输出瓦片的层级范围，其中，为表3.2中最接近分辨率的层级，对每个，计算出瓦片金字塔的各层瓦片在GTPM模型中的行列范围，公式如下：

（3.1）

其中，为向下取整；放大或缩小后的层影像像素大小为：

（3.2）

其中，为向上取整，为的像素宽度和高度；

（2）创建层瓦片任务：

对于涉及到层的每个瓦片影像，计算瓦片在层的像素坐标范围为：

（3.3）

在对进行采样生成时，影像数据贡献的像素范围

为：

（3.4）

其中，为左上角像素点经纬度在层上的像素坐标；瓦片上的有效像素（不透明像素区域）范围可计算得到为

：

（3.5）

其中，为右下角点经纬度在层上的像素坐标；确定了中和的有效像素区域对应的像素区域；构建了瓦片金字塔第层任务；再将第层瓦片作为输入执行上述步骤，即实现第层的瓦片任务构建，此时；如此循环直至生成第一层瓦片，实现瓦片金字塔任务的创建；

（3）瓦片影像的生成：