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影像数据库管理系统解决方案

导读: 适普公司 一、概述 目前,多数GIS软件都可以将数字正射影像数据、遥感数据作为背景影像与矢量数据、DEM数据进行套合显示。而在像以公路、铁路的勘测设计、军事,海洋等GIS的应用中,以图幅(影像文件)为对象的处理难以满足实际应用的需要,也难以实现以影像数据快速更新GIS数据的目的。另

适普公司

一、概述
 
目前,多数GIS软件都可以将数字正射影像数据、遥感数据作为背景影像与矢量数据、DEM数据进行套合显示。而在像以公路、铁路的勘测设计、军事,海洋等GIS的应用中,以图幅(影像文件)为对象的处理难以满足实际应用的需要,也难以实现以影像数据快速更新GIS数据的目的。另一方面,随着遥感技术的不断发展,采集的影像数据量正在呈几何级数增长,现有的GIS软件难以组织、调度、存储与管理这样的海量数据,更没有考虑多数据源、多比例尺、多时相影像数据的统一管理和集成的问题,而国内数字化生产和国家基础地理信息产业建设又迫切需要高效、快捷地存储与管理这样的影像数据。为适应国家空间基础设施的建立需要,适普公司研究和开发了大型空间海量影像数据库管理系统。该系统可以管理海量遥感图像、卫星影像、医学图像以及工程图像,支持各种影像数据库,海量数据的快速浏览和管理。可以应用于遥感、气象、军事、工程、医学、地质、航天、测量、模式识别等部门和领域。

二、影像库的内容
 
影像库数据库所管理的信息,包括:  
不同分辨率的原始影像   
成果影像数据(正射影像、成果影像等)   
矢量图数据   
高程地形数据  
控制点数据  
地名数据   
元数据   
与上述数据相关的其他属性信息

三、影像库的功能
 
多源数据的管理:主要包括各种影像数据库、数字栅格图形数据库、数字高程模型、地形数据库、地名数据库。   
图像工程、子工程、图像工作区的组织与调度   
时态数据的管理   
数据产品的快速分发   
快速实时的漫游和任意开窗放大缩小与快速浏览   
影像空间数据交换与共享:能够支持各类图像数据文件。如GIF、JPEG、PNG、BMP、TIFF和Geotiff等。   
对海量影像数据库进行管理、分析、显示、查询   
快速存取影像数据。   
图像的实时裁剪:能够解决多幅图像实时显示、实时融合和实时镶嵌,基于地理坐标的无缝实时拼接,无需对多个文件进行镶嵌处理。   
Internet上的数据分析、显示、查询、处理;

四、影像库的关键技术
 
基于文件和数据库的数据库管理系统。

4.1多尺度数字影像的金字塔结构
 
影像数据库的组织是影像数据库的效率的关键,为了获得高效率的存取速度,在数据的组织上使用了金字塔数据结构和网格分块数据结构。该技术主导思想如下:
1、 将数据库中使用到的纹理处理成为大小一致的纹理块;
2、 为每块纹理生成5个细节等级的纹理,分别为0、1、2、3、4,其中1级纹理通过0级纹理1/4压缩得到,2级纹理通过1级纹理1/4压缩得到,……,以此类推;
3、 在显示每个块数据之前,根据显示比例的大小,并以此决定该使用那一级的纹理;
4、 在内存中建立纹理缓冲池,使用LRU算法进行纹理块的调度,确保使用频率高的纹理调度次数尽可能少。

4.2影像数据的无损压缩
 
影像数据的无损压缩(压缩比1/2)和高压缩比的有损压缩(1/10~1/20)。影像数据的压缩对影像数据可大大提高数据库的实际容量。

4.3快速实时的漫游
 
基于金字塔结构的影像存储和影像快速检索和调度技术,可实现影像库的快速实时漫游,快速实时放大,缩小等操作。

4.4对海量影像数据库进行分析、显示、查询   
按地理区域查询数据:输入地理坐标,可快速得到要查找的图像。   
利用适普公司国际领先的匹配技术,可提供基于内容的影像检索功能。   
利用常规字段方法进行检索:如影像名称,时间等;

4.5图像的实时裁剪
 
解决了多幅图像实时显示、实时融合和实时镶嵌,基于地理坐标的无缝实时拼接,无需对多个文件进行镶嵌处理。

4.6Internet上的数据分析、显示、查询
 
使用EON技术,实现了网络上的图像管理系统,实现英特网和局域网图象数据的管理,显示,分析及共享;



4.7使用HDF数据结构实现多源数据的综合处理
 
HDF(Heirarchical data format)文件格式是一种超文本文件格式,是由美国伊利诺伊大学(the University of Illinois) 的NCSA组织(The National Center for Supercomputing Applications)开发的。HDF数据结构综合管理2D、3D、矢量、属性、文本等多种信息,能够帮助人们摆脱不同数据格式之间相互转换的繁琐,而将更多的时间和精力用于数据分析。HDF能够存储不同种类的科学数据,包括图像、多维数组、指针及文本数据。HDF格式还提供命令方式,分析现存HDF文件的结构,并即时显示图像内容。科学家可以用这种标准数据格式快速熟悉文件结构,并能立即着手对数据文件进行管理和分析。 HDF文件格式的优势在于:可移植性强(独立于操作平台);属于超文本文件; 可以存储并处理大数据量;一个文件集可以管理多种类型的数据结构;具有可扩展性。由于HDF的诸多优点,这种格式已经被广泛用于目前国外各种卫星传感器的标准数据格式。在影像数据库多源数据管理中,HDF格式发挥了很好的作用,利用HDF数据结构建立远程图象工程,并与数据库进行交互;可以进行远程图像处理;远程影像解译,统计分析;影像运算、信息挖掘、影像分类;综合处理影像、矢量、高程数据,三维可视显示等。
 
HDF应用于影像数据库原理和结构:


使用HDF文件结构的优势:   
 
用户或应用系统可通过一个统一的数据结构来访问不同的数据库,避免了数据库访问时的数据混乱;   
应用系统是直接对HDF进行操作,避免了对数据库的直接操作,提高效率和系统安全性。   
应用系统或用户可直接对HDF进行修改操作,在一定的授权情况下,可进行更新数据库操作。   
HDF包含了多种格式的信息,前端用户使用起来比较容易管理。

五、影像数据库结构 

 
影像库数据系统结构说明:
1. 该系统主要负责对整体影像库的管理以及与其他子系统的连接。
2. 影像库的维护子系统主要负责影像的安全,刷新等日常工作。
3. 影像处理生产系统主要负责应用影像数据的处理生产工作,包括对塔里木河流域遥感影像数据进行包括光谱响应校正和必要的大气校正、定位配准、镶嵌成整幅图象数据、遥感影像数据融合等等。其底层支持的数据库包括:原始影像库、校正影像库和控制点库。该系统将处理后的数据存储于应用影像库,以便在实际的分析应用的过程中调用。
4. 影像库应用子系统主要是在应用数据的基础上,对数据进行高级部分的应用,包括:分析水资源、植被、土壤等要素的演变规律,并建立地面实体原型于遥感信息模型之间的对应关系。对遥感信息作快速地分类、识别、存储、展示,使决策者迅速直观地了解地面相关发展态势,为区域内水文资源的资料积累和决策方案的形成提供支持。该系统对基础应用数据进行分析应用之后产生的数据包括影像数据和图像数据,一并放置在成果影像库中,做为提交成果报告或者进一步后期利用的资源。
5. 影像库查询子系统的功能包括快照浏览和元数据查询两个部分。主要是便于最终用户对正射影像的快照浏览以及元数据进行信息查询工作。
6. 影像库服务子系统主要是对这个数据库的辅助服务的作用。包括数据库中所有影像的I/O,打印等。 

 

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