[发明专利]一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法

权利要求书

1.一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，阈值设定：针对任意层和行下的原始栅格瓦块数据，根据单个数据值所占用的最大比特位数，按照2的幂次方设定数据距离阈值，并扩充距离为0和超过最大比特数可表示的距离的情况，计算得到阈值范围；

步骤2，距离计算：通过排序算法得到该层和行下所有原始栅格瓦块数据的数据最小值，并计算得到所有瓦块到最小值的最大距离，根据最大距离所属阈值范围的上限得到其对应的比特数；

步骤3，索引内嵌：针对该层和行下所有的原始栅格瓦块数据，用一个32位整型数据内嵌该原始栅格瓦块数据所对应的列号，结合层号和列号，保留瓦块数据的金字塔索引信息；

步骤4，移位压缩：针对该层和行下所有的原始栅格瓦块数据，用一个原始栅格瓦块数据的最大比特个数保存压缩比特位数，随后根据原始栅格瓦块中数据的个数依次右移该个数次压缩比特位，用这些压缩比特位保存每个数据与栅格数据最小值的距离信息；所有原始栅格瓦块数据压缩后的数据拼装形成该层和行下原始栅格瓦块数据的无损压缩数据，最后在该压缩数据最前面用一个原始栅格瓦块数据的最大比特个数保存栅格数据最小值；

步骤5，数据解压：通过压缩数据的内嵌金字塔索引信息，即该压缩数据的层号、行号和列号，在无需额外生成索引文件的情况下快速解压得到栅格瓦块数据的所有原始数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤1中，计算得到阈值范围，包括以下步骤：

步骤1-1，标注瓦块数据最大比特位数；

步骤1-2，设定阈值；

步骤1-3，设定阈值的范围。

3.根据权利要求2所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤1-1中，选取任意层和行下的原始栅格瓦块数据，并标注该瓦块数据最大比特位数为B。

4.根据权利要求3所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤1-2中，阈值设定为F(b)：

F(b)＝2^b+β

其中，b∈{1,2,4,8,…}，β＝-1，b为保存栅格数据距离信息的比特位数，标记b＝αⁿ，即α的n次方，其中0≤n≤θ，θ为n可取的最大值，θ与具体的栅格瓦块数据有关，且n为整数，取α＝2，α^θ+1＝B。

5.根据权利要求4所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤1-3中，设定阈值的各个比特位数范围段f方法如下：

扩充距离为0和超过最大比特数可表示距离的情况下，各个阈值组合形成距离的范围，简称阈值范围f＇为：

6.根据权利要求5所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤2中，层和行下栅格瓦块数据的最大距离为：

其中，为该栅格瓦块数据中的最大值，H_min为该层和行下所有栅格瓦块数据的最小值；该瓦块数据其余数据到最小值的距离为：

其中，k表示瓦块中其余任意一个整形数据的索引，且有0k≤(e^tile×e^tile)，e^tile为栅格瓦块边长，且

7.根据权利要求6所述的一种基于距离信息的栅格瓦块整型数据无损压缩方法，其特征在于，步骤2中，根据最大距离所属阈值范围得到该瓦块用于移位压缩的压缩比特位数m^tile为：

其中，表示栅格瓦块数据的最大距离已超出最大阈值范围，此时不进行压缩；当时，根据阈值范围的上限得到压缩比特位数即此时m^tile＝b。