论文摘要
空间信息处理领域是一个多学科相互交叉融合的领域,空间信息具有数据量大,时效性强,信息量丰富,呈现方式直观形象等特点。经济社会科研等诸多方面对空间信息的利用和需求也在不断发展和增加,对空间数据的处理和应用在精度和时效性等方面提出了更多更高的要求。作为空间数据的重要组组织形式——栅格数据,国内与国外的栅格数据组织结构不尽相同,卫星与卫星的栅格数据组织结构不尽相同,同样的卫星传感器不同其数据组织的栅格结构也不尽相同。栅格数据组织方式种类繁多,格式复杂,在实际的应用中常常需要这些不同的栅格数据组织方式的栅格数据协同工作,研究降低空间数据处理系统对空间数据格式的依赖具有重要的理论意义和实际价值。本文以对栅格数据的统一化处理为主线,针对多源栅格数据统一化处理中存在的若干关键问题进行研究。本文所作的主要工作及贡献包括如下内容:1、提出了一种多源栅格数据统一化处理模型。论文首先分析了栅格数据结构的特点,编码与压缩机制,然后针对目前常用的两类(标签文件格式与分层文件格式,简称TIFF和HDF)四种(GeoTIFF和Big TIFF,HDF4和HDF5)不同的栅格数据组织方式进行分析,结合空间数据模型的理论,将空间信息处理时所需的共同要素提取出来,为空间信息处理系统提供统一的数据处理接口。2、提出了一种改进的薄板样条(Thin Plate Spline简称TPS)插值算法。论文研究了空间信息处理领域中应用的比较广泛的一些插值算法;重点分析了反距离加权插值法、克里金插值法及最小曲率法。薄板样条插值算法是一种改进的最小曲率插值法。针对薄板样条插值,论文分析了其存在的不适合大范围数据量插值,分块策略依据人工指定的不足,提出了一种改进的TPS插值算法。在改进的TPS插值算法中,分块依据由用户指定的方式改为由系统的硬件环境决定,大范围数据插值算法通过主存和辅助存储器的协同工作进行支持,同时没有增加算法的时间复杂度。3、研发了一个多源栅格数据处理集成原型系统。在原型系统中实现了对GeoTIFF和HDF数据的统一化处理,同时提供了对数据的三维展示能力,在原型系统中还完成了如仿射变换、重采样、投影变换等功能。4、针对遥感图像预处理系统和生态环境遥感产品生产分系统的需要,将论文所做工作应用在这两个实际的项目中。测试结论表明,能够有效的降低空间信息处理系统对栅格数据具体格式的依赖,提高了处理系统的开发效率,较好的满足了用户对栅格据访问的性能要求。