针对遥感影像数据瓦片生成优化的关键技术研究
发布时间：2021-09-04 22:01
随着卫星技术的日益发展和传感器精度的提高,遥感影像的数据量正呈现几何级数的倍率增长,但现有的瓦片生成技术在处理数据量庞大的遥感影像时运算缓慢,处理效率低下。因此,如何实现遥感影像数据快速瓦片化,是突破当今遥感影像数据可视化效率瓶颈的关键。本文分别从影像重采样插值和影像裁切算法着手,研究如何通过影像插值算法和影像裁切算法的优化,从而提高遥感影像瓦片生成的效率。具体进行了以下内容的研究工作:（1）对比测试多种图像插值算法——选取最佳插值算法图像重采样插值是遥感影像在生成瓦片时关键的步骤,现有的具备瓦片生成功能的软件工具采用的图像插值算法大多为最邻近插值法,该算法虽然计算量小,但处理后的图像会有一定程度上的失真效果,影响了瓦片地图的浏览体验。为了解决该问题,选择更适合的插值算法取代最邻近插值法,通过测试对比,选择画面处理质量更好、算法复杂度适中的双线性内插算法。（2）改进重采样插值处理——引入GPU加速技术在研究遥感影像数据进行重采样时,发现该过程对图像像素的操作是重复的,具有可并行性,基于该特性,引入GPU并行加速技术进行优化,将原本在CPU进行串行任务的插值过程转移到了GPU并行任务中,...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容和组织结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 组织结构
2 相关技术与理论
2.1 瓦片地图基本概念
2.1.1 影像数据瓦片
2.1.2 遥感影像瓦片切分标准
2.1.3 瓦片金字塔结构
2.1.4 瓦片地图概念
2.2 开源栅格空间数据转换库GDAL
2.2.1 GDAL编译过程
2.2.2 RasterIO函数
2.3 GUI开发工具——QT
2.4 CUDA并行编程概述
2.5 本章小结
3 基于GPU并行技术改进的重采样插值算法
3.1 重采样插值算法
3.1.1 最近相邻插值算法
3.1.2 双线性插值算法
3.1.3 两次立方插值算法
3.1.4 算法比对测试和结果分析
3.2 引入GPU并行加速的影像重采样插值的改进
3.2.1 GPU并行技术的概述
3.2.2 影像重采样插值过程在GPU中的处理
3.2.3 GPU并行处理算法描述
3.3 实验结果与分析
3.3.1 实验软硬件环境
3.3.2 实验过程
3.3.3 实验结果分析
3.4 本章小结
4 遥感影像的高效瓦片化方法
4.1 高效瓦片化总体设计
4.1.1 多线程切片流程设计
4.1.2 高效瓦片化算法设计
4.1.3 高效瓦片化算法执行步骤
4.2 实验与分析
4.3 瓦片生成和瓦片地图展示
4.3.1 生成瓦片展示
4.3.2 瓦片地图展示
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 展望
致谢
攻读硕士学位期间成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]全国林地“一张图”高性能地图瓦片服务技术研究[J]. 罗鹏,许等平,任怡. 中南林业科技大学学报. 2018(07)
[2]基于GPU并行计算的星载SAR影像数据高效重采样算法研究[J]. 刘传富,吴启琛. 矿山测量. 2018(03)
[3]一种混合CPU和GPU的图像金字塔数据重采样评估模型[J]. 郝瑞华,鲁强. 计算机与数字工程. 2018(02)
[4]基于双缓冲队列的海量地形数据并行处理方法[J]. 陈小潘,渠涧涛,赵亚萌,王鹏,陈玉林. 郑州大学学报(工学版). 2016(03)
[5]基于GDAL的遥感影像快速裁切技术[J]. 陈文彬. 测绘与空间地理信息. 2016(04)
[6]基于瓦片算法的并行QR分解及其实现[J]. 曹冬冬,赵永华,赵莲. 科研信息化技术与应用. 2016(02)
[7]基于瓦片技术的高分辨率遥感影像快速访问技术在测绘生产中的应用研究[J]. 关雷,刘蕾,郭慧宇. 测绘与空间地理信息. 2016(02)
[8]基于瓦片金字塔模型的海量空间数据快速分发方法[J]. 殷君茹,侯瑞霞,唐小明,罗鹏. 吉林大学学报(理学版). 2015(06)
[9]利用并行技术的海量数据瓦片快速构建[J]. 刘晰,张轶,杨军,郝利娜. 测绘科学. 2016(01)
[10]一种基于TMS的瓦片金字塔切分方法[J]. 刘让国,刘晓杰,刘顺喜,韦二龙. 无线电工程. 2015(11)
博士论文
[1]基于GIS的森林火场模拟关键技术研究[D]. 胡全.东北林业大学 2014
[2]大规模空间数据的高性能查询处理关键技术研究[D]. 刘义.国防科学技术大学 2013
硕士论文
[1]大规模三维地形高效可视化方法研究[D]. 刘振东.中国测绘科学研究院 2015
[2]基于MapReduce的栅格地图切片系统[D]. 杜波.西安电子科技大学 2014
[3]地理矢量数据快速可视化技术研究[D]. 陈欢.国防科学技术大学 2013
[4]一种新的海量遥感瓦片影像数据存储检索策略[D]. 原发杰.电子科技大学 2013
[5]三维数字地球构建关键技术研究[D]. 李晶.电子科技大学 2012
[6]基于WebGIS的公交信息服务系统设计与实现[D]. 苗聪.东南大学 2006
本文编号：3384085
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究内容和组织结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 组织结构
2 相关技术与理论
2.1 瓦片地图基本概念
2.1.1 影像数据瓦片
2.1.2 遥感影像瓦片切分标准
2.1.3 瓦片金字塔结构
2.1.4 瓦片地图概念
2.2 开源栅格空间数据转换库GDAL
2.2.1 GDAL编译过程
2.2.2 RasterIO函数
2.3 GUI开发工具——QT
2.4 CUDA并行编程概述
2.5 本章小结
3 基于GPU并行技术改进的重采样插值算法
3.1 重采样插值算法
3.1.1 最近相邻插值算法
3.1.2 双线性插值算法
3.1.3 两次立方插值算法
3.1.4 算法比对测试和结果分析
3.2 引入GPU并行加速的影像重采样插值的改进
3.2.1 GPU并行技术的概述
3.2.2 影像重采样插值过程在GPU中的处理
3.2.3 GPU并行处理算法描述
3.3 实验结果与分析
3.3.1 实验软硬件环境
3.3.2 实验过程
3.3.3 实验结果分析
3.4 本章小结
4 遥感影像的高效瓦片化方法
4.1 高效瓦片化总体设计
4.1.1 多线程切片流程设计
4.1.2 高效瓦片化算法设计
4.1.3 高效瓦片化算法执行步骤
4.2 实验与分析
4.3 瓦片生成和瓦片地图展示
4.3.1 生成瓦片展示
4.3.2 瓦片地图展示
4.4 本章小结
5 总结与展望
5.1 研究工作总结
5.2 展望
致谢
攻读硕士学位期间成果
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]全国林地“一张图”高性能地图瓦片服务技术研究[J]. 罗鹏,许等平,任怡. 中南林业科技大学学报. 2018(07)
[2]基于GPU并行计算的星载SAR影像数据高效重采样算法研究[J]. 刘传富,吴启琛. 矿山测量. 2018(03)
[3]一种混合CPU和GPU的图像金字塔数据重采样评估模型[J]. 郝瑞华,鲁强. 计算机与数字工程. 2018(02)
[4]基于双缓冲队列的海量地形数据并行处理方法[J]. 陈小潘,渠涧涛,赵亚萌,王鹏,陈玉林. 郑州大学学报(工学版). 2016(03)
[5]基于GDAL的遥感影像快速裁切技术[J]. 陈文彬. 测绘与空间地理信息. 2016(04)
[6]基于瓦片算法的并行QR分解及其实现[J]. 曹冬冬,赵永华,赵莲. 科研信息化技术与应用. 2016(02)
[7]基于瓦片技术的高分辨率遥感影像快速访问技术在测绘生产中的应用研究[J]. 关雷,刘蕾,郭慧宇. 测绘与空间地理信息. 2016(02)
[8]基于瓦片金字塔模型的海量空间数据快速分发方法[J]. 殷君茹,侯瑞霞,唐小明,罗鹏. 吉林大学学报(理学版). 2015(06)
[9]利用并行技术的海量数据瓦片快速构建[J]. 刘晰,张轶,杨军,郝利娜. 测绘科学. 2016(01)
[10]一种基于TMS的瓦片金字塔切分方法[J]. 刘让国,刘晓杰,刘顺喜,韦二龙. 无线电工程. 2015(11)
博士论文
[1]基于GIS的森林火场模拟关键技术研究[D]. 胡全.东北林业大学 2014
[2]大规模空间数据的高性能查询处理关键技术研究[D]. 刘义.国防科学技术大学 2013
硕士论文
[1]大规模三维地形高效可视化方法研究[D]. 刘振东.中国测绘科学研究院 2015
[2]基于MapReduce的栅格地图切片系统[D]. 杜波.西安电子科技大学 2014
[3]地理矢量数据快速可视化技术研究[D]. 陈欢.国防科学技术大学 2013
[4]一种新的海量遥感瓦片影像数据存储检索策略[D]. 原发杰.电子科技大学 2013
[5]三维数字地球构建关键技术研究[D]. 李晶.电子科技大学 2012
[6]基于WebGIS的公交信息服务系统设计与实现[D]. 苗聪.东南大学 2006
本文编号：3384085
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