WebGIS原理與應(yīng)用第四章 第二講課件

1、4.2 海量遙感影像數(shù)據(jù)的Web發(fā)布第四章 第二講 地形和影像數(shù)據(jù)作為國(guó)家空間數(shù)據(jù)庫(kù)框架中的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）建設(shè)中起著重要的作用。 地形數(shù)據(jù)具有幾何復(fù)雜度高、影像數(shù)據(jù)量大、分布式存儲(chǔ)等特點(diǎn)，一般一個(gè)省級(jí)的地形和影像數(shù)據(jù)量就可達(dá)5001000GB。 目前，GIS采用Client/Server結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，在處理多用戶并發(fā)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器時(shí)容易出現(xiàn)瓶頸，不利于進(jìn)行基于Web的發(fā)布與服務(wù)。 海量遙感影像數(shù)據(jù)的發(fā)布關(guān)鍵技術(shù)有： 1. 影像分塊技術(shù)由于在海量影像數(shù)據(jù)庫(kù)中，每次調(diào)度和使用的圖像數(shù)據(jù)只是數(shù)據(jù)庫(kù)中的一小部分，要高效地組織和管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分塊

2、是關(guān)鍵技術(shù)之一。 通過(guò)數(shù)據(jù)分塊可以減少數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)量、方便數(shù)據(jù)壓縮和有利于在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，因此對(duì)存儲(chǔ)的影像數(shù)據(jù)采用分塊和重構(gòu)方法來(lái)組織數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)分塊時(shí)，數(shù)據(jù)塊的大小對(duì)圖像調(diào)度效率有重要影像。 在上述空間索引中，格網(wǎng)索引對(duì)于影像數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)非常合適。 由于在影像數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)按照分塊的方式存儲(chǔ)，而且數(shù)據(jù)塊的劃分是非常規(guī)則的而且彼此之間沒(méi)有重疊，格網(wǎng)索引的建立和維護(hù)相當(dāng)方便。 按照格網(wǎng)對(duì)圖像塊進(jìn)行編號(hào)，然后通過(guò)編號(hào)和數(shù)據(jù)塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系索引圖像塊，如圖4.7和4.8所示。001001001002001003002001002002002003003001003002003

3、003圖4.7 格網(wǎng)索引圖 圖4.8 塊號(hào)和數(shù)據(jù)塊對(duì)照 塊號(hào) 數(shù)據(jù)塊001001001002001003002001Image Block1Image Block2Image Block3Image Block4對(duì)影像庫(kù)而言： 一方面，數(shù)據(jù)所能表現(xiàn)的視覺(jué)效果和數(shù)據(jù)的分辨率呈正比關(guān)系，在一定程度上，分辨率越高，在數(shù)據(jù)瀏覽時(shí)帶來(lái)的視覺(jué)效果越好，而隨著分辨率的增加，柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)和顯示所需要的硬件設(shè)施和要求也越高； 另一方面，因?yàn)轱@示設(shè)備的限制，在同一時(shí)間內(nèi)所能觀察的范圍和分辨率有限，過(guò)高的分辨率對(duì)于最終用戶的視覺(jué)感受是沒(méi)有什么貢獻(xiàn)的。 影像金字塔是指在統(tǒng)一的空間參照下，根據(jù)

4、用戶的需要以不同分辨率進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，形成分辨率由粗到細(xì)、數(shù)據(jù)量由小到大的金子塔結(jié)構(gòu)。 金字塔層次結(jié)構(gòu)中包含多個(gè)數(shù)據(jù)層，在金字塔數(shù)據(jù)庫(kù)的最低層，存儲(chǔ)最高數(shù)據(jù)分辨率的數(shù)據(jù)，隨著金字塔層數(shù)的增加，數(shù)據(jù)的分辨率依次降低，在金字塔的頂層，則存儲(chǔ)能滿足用戶需要的最低分辨率的數(shù)據(jù)。 在進(jìn)行顯示時(shí)，根據(jù)當(dāng)前用戶瀏覽范圍的大小以及顯示設(shè)備的分辨率和范圍，使用能滿足用戶視覺(jué)要求的金字塔層次中最高層的數(shù)據(jù)層作為顯示數(shù)據(jù)源，這樣在一定程度上增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)開(kāi)銷的同時(shí)，大大加快了顯示速度，滿足用戶實(shí)時(shí)、準(zhǔn)時(shí)瀏覽的要求。4. 數(shù)據(jù)緩存技術(shù) 對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊組織后，在顯示某一區(qū)域的影像時(shí)，需要同時(shí)調(diào)入多個(gè)影像塊進(jìn)行拼接，

5、顯示的效率和調(diào)入的影像塊數(shù)以及每塊的大小密切相關(guān)。在每塊大小固定的情況下，調(diào)入的塊數(shù)越多，且數(shù)據(jù)庫(kù)的IO次數(shù)越多，花費(fèi)的時(shí)間就越長(zhǎng)。 通常情況下，一個(gè)用戶在影像的瀏覽過(guò)程中相鄰兩屏有重疊的區(qū)域。如圖4.9（a）所示，在先后相鄰兩屏影像瀏覽過(guò)程中，002001和002002這兩個(gè)影像塊都被調(diào)入過(guò)，如果在前一屏調(diào)入后在服務(wù)器端的內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)緩存區(qū)，暫時(shí)保存已調(diào)入的影像塊，后一屏顯示前就可以直接調(diào)入，這就是緩存技術(shù)。 圖4.9（b）是4個(gè)用戶同時(shí)調(diào)用空間上相鄰的區(qū)域出現(xiàn)重疊影像塊的情況。 緩存可以在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，也可在客戶端實(shí)現(xiàn)。調(diào)度時(shí)，緩存中的影像塊的淘汰方法可以采用先進(jìn)先出發(fā)、先進(jìn)后出法或頻率

6、最小的影像塊先淘汰的方法。通過(guò)緩存技術(shù)，可以很好地提高系統(tǒng)的效率。 4.3 基于Web Service的開(kāi)放式GIS 傳統(tǒng)的Web GIS都是面向數(shù)據(jù)的，即以Web 為平臺(tái)，集成和發(fā)布異構(gòu)的、多源的空間數(shù)據(jù)。大多數(shù)Web GIS的應(yīng)用都是從一次性開(kāi)發(fā)的角度實(shí)施的，不容易通過(guò)跨應(yīng)用集成的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)GIS的重用。 這是由于各個(gè)GIS站點(diǎn)都有自己特有的基礎(chǔ)架構(gòu)，即使可以用CORBA或者DCOM來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式的系統(tǒng)，但是在部署、更改和維護(hù)上的代價(jià)是很高的，如果系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)前未留有相互調(diào)用的接口，更要改變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 傳統(tǒng)的Web GIS缺乏統(tǒng)一的開(kāi)放式架構(gòu)，不能方便、迅速、動(dòng)態(tài)地相互發(fā)現(xiàn)。可以說(shuō)，Web Servi