本發(fā)明涉及地理信息可視化領域，特別是一種基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法。

背景技術：

2006年我國政府將高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）列入《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，2009年實施方案經(jīng)領導小組會議審議通過；2010年5月經(jīng)國務院常務會審議批準，高分專項全面啟動實施。高分專項的主要使命是加快我國空間信息與應用技術發(fā)展，提升自主創(chuàng)新能力，建設高分辨率先進對地觀測系統(tǒng)，滿足國民經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和國家安全的需要。

高分專項的實施將全面提升我國自主獲取高分辨率觀測數(shù)據(jù)的能力，加快我國空間信息應用體系的建設，推動衛(wèi)星及應用技術的發(fā)展，有力保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、防災減災、資源調(diào)查、環(huán)境保護和國家安全的重大戰(zhàn)略需求，大力支撐國土調(diào)查與利用、地理測繪、海洋和氣候氣象觀測、水利和林業(yè)資源監(jiān)測、城市和交通精細化管理、衛(wèi)生疫情監(jiān)測、地球系統(tǒng)科學研究等重大領域應用需求，積極支持區(qū)域示范應用，加快推動空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。高分專項建設將為我國在對地觀測領域開展國際交流與合作提供有力支撐，按照平等互利、和平利用、共同發(fā)展的原則，積極參與聯(lián)合國及相關國際組織開展的有關活動，推動雙邊和多邊政府間合作。

截止到專利申請日，能夠提供影像成果的數(shù)據(jù)源主要包括高分一號、高分二號、高分四號衛(wèi)星標準影像數(shù)據(jù)。高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)種類有2米分辨率全色數(shù)據(jù)/8米分辨率多光譜數(shù)據(jù)與16米分辨率多光譜數(shù)據(jù)；高分二號衛(wèi)星數(shù)據(jù)種類有1米分辨率全色數(shù)據(jù)/4米分辨率多光譜數(shù)據(jù)。高分四號衛(wèi)星數(shù)據(jù)種類有50米全色、50米多光譜、400米中波紅外三類。

目前，高分數(shù)據(jù)資源成果的發(fā)布和共享渠道主要局限于各行業(yè)和各區(qū)域間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，尚缺少面向公眾的快速發(fā)布共享機制，無法對各數(shù)據(jù)源各類成果進行統(tǒng)一組織和一體化展現(xiàn)，無法為各類集成應用和成果推廣交流提供支撐。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法，該基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)各類數(shù)據(jù)源各類高分數(shù)據(jù)資源統(tǒng)一處理、組織、發(fā)布和一體化展現(xiàn)，突破數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)壁壘，實現(xiàn)高分成果的快速發(fā)布、集成共享，為面向公眾普及推廣高分成果提供便捷渠道和形象方式，為基于高分成果的各類行業(yè)、區(qū)域、公眾上層應用提供基礎地理信息環(huán)境和支撐。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法，包括如下步驟。

步驟S1，源數(shù)據(jù)和描述信息輸入：在服務器端，將高分辨率對地觀測衛(wèi)星的源數(shù)據(jù)以及對應的描述信息，輸入至數(shù)據(jù)預處理接口；高分辨率對地觀測衛(wèi)星的源數(shù)據(jù)包括二級產(chǎn)品和首圖數(shù)據(jù)。

其中，二級產(chǎn)品指的是經(jīng)過成像處理、輻射校正、幾何校正后得到的光學遙感影像產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括全色和多光譜兩種類型；首圖數(shù)據(jù)指的是衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)后快速加工處理后公布的首批影像數(shù)據(jù)。

步驟S2，數(shù)據(jù)預處理：在服務器端，對S1輸入的源數(shù)據(jù)，結合描述信息進行預處理操作，得到瓦片數(shù)據(jù)。

步驟S3，數(shù)據(jù)組織管理：在服務器端，對S1中的源數(shù)據(jù)、描述信息、以及S2中數(shù)據(jù)預處理得到的瓦片數(shù)據(jù)，通過分布式文件系統(tǒng)進行統(tǒng)一組織管理；并在服務器端建立圖層和圖層組，根據(jù)瀏覽器端訪問需求進行多源數(shù)據(jù)的融合操作，并將結果緩存成能發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)；其中，基礎數(shù)據(jù)指的是覆蓋全球范圍的多尺度影像數(shù)據(jù)，能夠作為其他各類數(shù)據(jù)和應用的底圖；時相數(shù)據(jù)指的是具有時間信息的影像數(shù)據(jù)，同一空間范圍能夠?qū)喾煌瑫r間拍攝得到的影像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)指的是覆蓋局部范圍的單幅或融合后的影像數(shù)據(jù)。

步驟S4，數(shù)據(jù)發(fā)布：在服務器端，對S3中緩存的數(shù)據(jù)，通過擴展OGC標準服務協(xié)議接口進行基礎數(shù)據(jù)發(fā)布、時相數(shù)據(jù)發(fā)布和圖像數(shù)據(jù)發(fā)布。

步驟S5，數(shù)據(jù)接收與獲?。涸跒g覽器端，根據(jù)圖層配置和服務器端資源情況，對S4發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進行接收，獲取所需瓦片數(shù)據(jù)；其中，圖層配置指瀏覽器端圖層管理器設置的圖層屬性信息，該圖層屬性信息包括圖層數(shù)據(jù)來源、圖層順序和圖層顯隱信息；所需瓦片數(shù)據(jù)指的是根據(jù)瀏覽器端三維數(shù)字地球當前視點可見范圍內(nèi)需要展現(xiàn)的特定圖層、特定尺度、特定位置的瓦片數(shù)據(jù)。

步驟S6，圖層管理：將S5獲取的瓦片數(shù)據(jù)生成為能夠展現(xiàn)的圖層；

步驟S7，數(shù)據(jù)一體化展現(xiàn)：基于瀏覽器端的三維數(shù)字地球平臺，對S6生成的圖層進行展現(xiàn)，展現(xiàn)方式包括基礎數(shù)據(jù)展現(xiàn)、局部數(shù)據(jù)展現(xiàn)和時相數(shù)據(jù)展現(xiàn)三種。

所述步驟S2中，數(shù)據(jù)預處理的方法包括如下步驟。

S21，文件頭校驗：對二級產(chǎn)品進行文件頭校驗，結合描述信息提取波段列表、坐標投影和RPC文件信息。

S22，影像預處理：根據(jù)S21提取出的信息和使用需求，對S21校驗完成的二級產(chǎn)品進行影像預處理，影像預處理的方法包括影像校正、投影轉(zhuǎn)換、空值處理和色階調(diào)整。

S23，提取四角坐標：根據(jù)圖像附加信息中對應投影的坐標，對首圖數(shù)據(jù)提取四角經(jīng)緯度坐標信息。

S24，構建金字塔：對S22影像預處理完成的二級產(chǎn)品和S23提取四角坐標后的首圖數(shù)據(jù)，通過降采樣方法構建多分辨率金字塔。

S25，影像切片及瓦片數(shù)據(jù)獲得：根據(jù)格網(wǎng)劃分方法，對S24構建的金字塔進行影像切片，獲得瓦片數(shù)據(jù)，并對顏色波段進行量化，即將影像值域即的灰度范圍劃分成若干個子區(qū)間，在同一區(qū)間內(nèi)的不同灰度值都用這個子區(qū)間的某一確定值代替，對位于邊緣的瓦片進行去黑邊處理。

所述步驟S3中，通過分布式文件系統(tǒng)進行統(tǒng)一組織管理的具體方法，包括如下步驟：

S31，源數(shù)據(jù)存儲：對二級產(chǎn)品和首圖數(shù)據(jù)通過分布式文件系統(tǒng)進行源數(shù)據(jù)存儲，以支持源數(shù)據(jù)查詢和下載需求。

S32，元信息管理：將S21文件頭校驗信息和S23提取的四角經(jīng)緯度坐標信息，結合描述信息生成資源數(shù)據(jù)元信息，并通過關系型數(shù)據(jù)庫對生成的資源數(shù)據(jù)元信息進行管理。

S33，瓦片數(shù)據(jù)組織管理：將步驟S2獲得的瓦片數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)入庫操作，并基于分布式數(shù)據(jù)庫進行瓦片數(shù)據(jù)的存儲管理。

S34，數(shù)據(jù)融合：在服務器端建立圖層和圖層組，根據(jù)瀏覽器端訪問需求進行多源數(shù)據(jù)的融合操作，并將結果緩存成可發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)。

所述步驟S6中，將瓦片數(shù)據(jù)生成為展現(xiàn)圖層的方法，包括如下步驟。

S61：對瓦片數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)的，新建基礎數(shù)據(jù)圖層，并通過投影變換轉(zhuǎn)換成標準WGS84坐標投影方式，生成展現(xiàn)圖層。

S62：對瓦片數(shù)據(jù)為圖像數(shù)據(jù)的，新建覆蓋圖層，并通過四角經(jīng)緯度坐標映射操作獲得位置范圍，生成展現(xiàn)圖層，

S63：對瓦片數(shù)據(jù)為時相數(shù)據(jù)的，新建覆蓋圖層，并根據(jù)時相信息獲取時間屬性，時間屬性包括時間范圍和時間值，生成展現(xiàn)圖層和時間軸。

所述步驟S1中，二級產(chǎn)品以景為單位，并以TIFF格式提供。

所述步驟S1中，首圖數(shù)據(jù)為覆蓋某區(qū)域范圍的專題產(chǎn)品，以JPEG格式提供。

所述步驟S7中，基礎數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是覆蓋全球范圍的多尺度影像圖層，通過縮放操作能夠?qū)崿F(xiàn)從低分辨率到高分辨率的貫穿式影像瀏覽。

所述步驟S7中，局部數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是覆蓋局部范圍的多尺度影像圖層，定位到該范圍后，能夠在基礎數(shù)據(jù)圖層上看到無縫拼接的局部高清數(shù)據(jù)。

所述步驟S7中，時相數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是附帶時間軸的局部數(shù)據(jù)，拖動時間軸能夠查看不同時間的影像數(shù)據(jù)。

所述步驟S4中，擴展OGC標準服務協(xié)議接口包括WMS服務標準、TMS服務標準和支持時相信息的TMAP接口。

本發(fā)明采用上述方法后，具有如下有益效果：

1.提供各類數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)成果的統(tǒng)一預處理、組織管理、發(fā)布和一體化展現(xiàn)機制，有利于高分成果的高效發(fā)布和集成共享。

2.提供基于B/S架構的高分數(shù)據(jù)資源展現(xiàn)形式，能夠為公眾普及了解高分成果提供便捷的渠道和形象的方式，有利于高分成果的推廣交流。

3.本發(fā)明技術方案能作為基礎平臺，數(shù)據(jù)成果能作為基礎底圖，為各行業(yè)、區(qū)域、公眾的上層應用提供地理信息基礎環(huán)境和支撐。

附圖說明

圖1顯示了本發(fā)明一種基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法的結構示意圖。

圖 2顯示了步驟S2數(shù)據(jù)預處理的流程圖。

圖 3 顯示了步驟S3數(shù)據(jù)組織管理的流程圖。

圖 4 顯示了步驟S6圖層管理的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體較佳實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，一種基于BS架構的高分數(shù)據(jù)資源一體化展現(xiàn)方法，包括如下步驟。

步驟S1，源數(shù)據(jù)和描述信息輸入。

在服務器端，將高分辨率對地觀測衛(wèi)星的源數(shù)據(jù)以及對應的描述信息，輸入至數(shù)據(jù)預處理接口。

上述高分辨率對地觀測衛(wèi)星包括高分一號、高分二號和高分四號等。

高分辨率對地觀測衛(wèi)星的源數(shù)據(jù)包括二級產(chǎn)品和首圖數(shù)據(jù)。

其中，二級產(chǎn)品指的是經(jīng)過成像處理、輻射校正、幾何校正后得到的光學遙感影像產(chǎn)品數(shù)據(jù)，包括全色和多光譜兩種類型。二級產(chǎn)品主要以景為單位，通常以TIFF格式提供。

首圖數(shù)據(jù)指的是衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)后快速加工處理后公布的首批影像數(shù)據(jù)。首圖數(shù)據(jù)一般作為覆蓋某區(qū)域范圍的專題產(chǎn)品，主要以JPEG格式提供。

描述信息主要包括數(shù)據(jù)名稱、坐標投影、生產(chǎn)時間等。

步驟S2，數(shù)據(jù)預處理：在服務器端，對S1輸入的源數(shù)據(jù)，結合描述信息進行預處理操作，得到瓦片數(shù)據(jù)。

如圖2所示，上述數(shù)據(jù)預處理的方法主要包括如下步驟。

S21，文件頭校驗：對二級產(chǎn)品進行文件頭校驗，結合描述信息提取波段列表、坐標投影和RPC文件等信息。

S22，影像預處理：根據(jù)S21提取出的信息和使用需求，對S21校驗完成的二級產(chǎn)品進行影像預處理，影像預處理的方法主要包括影像校正、投影轉(zhuǎn)換、空值處理和色階調(diào)整等。

S23，提取四角坐標：根據(jù)圖像附加信息中對應投影的坐標，對首圖數(shù)據(jù)提取四角經(jīng)緯度坐標信息。

上述四角經(jīng)緯度坐標指的是首圖圖像四個頂點所在的坐標，能夠確定圖像的經(jīng)緯度范圍。

S24，構建金字塔：對S22影像預處理完成的二級產(chǎn)品和S23提取四角坐標后的首圖數(shù)據(jù)，通過降采樣方法構建多分辨率金字塔。

上述通過降采樣方法能夠獲得多尺度分辨率級別的影像細節(jié)層次模型。

S25，影像切片及瓦片數(shù)據(jù)獲得：根據(jù)格網(wǎng)劃分方法，對S24構建的金字塔進行影像切片，獲得瓦片數(shù)據(jù)，并對顏色波段進行量化，即將影像值域即的灰度范圍劃分成若干個子區(qū)間，在同一區(qū)間內(nèi)的不同灰度值都用這個子區(qū)間的某一確定值代替，對位于邊緣的瓦片進行去黑邊處理。

步驟S3，數(shù)據(jù)組織管理：在服務器端，對S1中的源數(shù)據(jù)、描述信息、以及S2中數(shù)據(jù)預處理得到的瓦片數(shù)據(jù)，通過分布式文件系統(tǒng)進行統(tǒng)一組織管理；并在服務器端建立圖層和圖層組，根據(jù)瀏覽器端訪問需求進行多源數(shù)據(jù)的融合操作，并將結果緩存成能發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。

其中，基礎數(shù)據(jù)指的是覆蓋全球范圍的多尺度影像數(shù)據(jù)，能夠作為其他各類數(shù)據(jù)和應用的底圖；時相數(shù)據(jù)指的是具有時間信息的影像數(shù)據(jù)，同一空間范圍能夠?qū)喾煌瑫r間拍攝得到的影像數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)指的是覆蓋局部范圍的單幅或融合后的影像數(shù)據(jù)。

如圖3所示，上述通過分布式文件系統(tǒng)進行統(tǒng)一組織管理的具體方法，包括如下步驟：

S31，源數(shù)據(jù)存儲：對二級產(chǎn)品和首圖數(shù)據(jù)通過分布式文件系統(tǒng)進行源數(shù)據(jù)存儲，以支持源數(shù)據(jù)查詢和下載需求。

S32，元信息管理：將S21文件頭校驗信息和S23提取的四角經(jīng)緯度坐標信息，結合描述信息生成資源數(shù)據(jù)元信息，并通過關系型數(shù)據(jù)庫對生成的資源數(shù)據(jù)元信息進行管理。

S33，瓦片數(shù)據(jù)組織管理：將步驟S2獲得的瓦片數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)入庫操作，并基于分布式數(shù)據(jù)庫進行瓦片數(shù)據(jù)的存儲管理。

S34，數(shù)據(jù)融合：在服務器端建立圖層和圖層組，根據(jù)瀏覽器端訪問需求進行多源數(shù)據(jù)的融合操作，并將結果緩存成可發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)融合指的是通過服務器端的圖層和圖層組邏輯將一個空間區(qū)域范圍內(nèi)多源瓦片數(shù)據(jù)進行融合處理，返回得到一塊融合數(shù)據(jù)，并可按照基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)進行發(fā)布。

步驟S4，數(shù)據(jù)發(fā)布：在服務器端，對S3中緩存的數(shù)據(jù)，通過擴展OGC標準服務協(xié)議接口進行基礎數(shù)據(jù)發(fā)布、時相數(shù)據(jù)發(fā)布和圖像數(shù)據(jù)發(fā)布。

上述擴展OGC標準服務協(xié)議接口主要包括WMS服務標準、TMS服務標準和支持時相信息的TMAP接口。

步驟S5，數(shù)據(jù)接收與獲?。涸跒g覽器端，根據(jù)圖層配置和服務器端資源情況（如服務器端磁盤、網(wǎng)絡等資源占用等），對S4發(fā)布的基礎數(shù)據(jù)、時相數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進行接收，獲取所需瓦片數(shù)據(jù)；其中，圖層配置指瀏覽器端圖層管理器設置的圖層屬性信息，該圖層屬性信息包括圖層數(shù)據(jù)來源、圖層順序和圖層顯隱信息；所需瓦片數(shù)據(jù)指的是根據(jù)瀏覽器端三維數(shù)字地球當前視點可見范圍內(nèi)需要展現(xiàn)的特定圖層、特定尺度、特定位置的瓦片數(shù)據(jù)。

步驟S6，圖層管理：將S5獲取的瓦片數(shù)據(jù)生成為能夠展現(xiàn)的圖層。

如圖4所示，將瓦片數(shù)據(jù)生成為展現(xiàn)圖層的方法，包括如下步驟。

S61：對瓦片數(shù)據(jù)為基礎數(shù)據(jù)的，新建基礎數(shù)據(jù)圖層，并通過投影變換轉(zhuǎn)換成標準WGS84坐標投影方式，生成展現(xiàn)圖層。

上述基礎數(shù)據(jù)圖層指的是覆蓋全球范圍的多尺度影像圖層，一般一個三維數(shù)字地球在同一時刻只加載一個基礎數(shù)據(jù)圖層作為底圖。

本發(fā)明中的展示圖層指的是可以被直接加載到三維數(shù)字地球進行展示的內(nèi)存單位。

S62：對瓦片數(shù)據(jù)為圖像數(shù)據(jù)的，新建覆蓋圖層，并通過四角經(jīng)緯度坐標映射操作獲得位置范圍，生成展現(xiàn)圖層。

上述覆蓋圖層指的是覆蓋在基礎數(shù)據(jù)圖層之上的圖層，可以只包含局部區(qū)域影像數(shù)據(jù)，一般一個三維數(shù)字地球在同一時刻可以加載若干不同區(qū)域范圍的覆蓋圖層。

上述四角坐標映射操作是指將覆蓋圖層通過四個頂點坐標和中間插值運算映射到三維數(shù)字地球?qū)慕?jīng)緯度范圍區(qū)域。

S63：對瓦片數(shù)據(jù)為時相數(shù)據(jù)的，新建覆蓋圖層，并根據(jù)時相信息獲取時間屬性，時間屬性包括時間范圍和時間值，生成展現(xiàn)圖層和時間軸。

上述時間屬性一般包括時間范圍區(qū)間和數(shù)據(jù)所在時間點列表。

上述時間軸指的是一個界面控件，其刻度范圍由時間范圍區(qū)間決定，刻度精度和標尺位置由數(shù)據(jù)所在時間點列表決定。

步驟S7，數(shù)據(jù)一體化展現(xiàn)：基于瀏覽器端的三維數(shù)字地球平臺，對S6生成的圖層進行展現(xiàn)，展現(xiàn)方式包括基礎數(shù)據(jù)展現(xiàn)、局部數(shù)據(jù)展現(xiàn)和時相數(shù)據(jù)展現(xiàn)三種。

上述基礎數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是覆蓋全球范圍的多尺度影像圖層，通過縮放操作能夠?qū)崿F(xiàn)從低分辨率到高分辨率的貫穿式影像瀏覽。

上述局部數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是覆蓋局部范圍的多尺度影像圖層，定位到該范圍后，能夠在基礎數(shù)據(jù)圖層上看到無縫拼接的局部高清數(shù)據(jù)。

上述時相數(shù)據(jù)展現(xiàn)指的是附帶時間軸的局部數(shù)據(jù)，拖動時間軸能夠查看不同時間的影像數(shù)據(jù)。

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。