[发明专利]一种遥感影像的快速栅格转矢量方法

说明书

本发明公开了一种遥感影像的快速栅格转矢量方法，通过启动多个节点对要转换的影像进行处理，主节点负责对影像进行拆分，创建处理任务，启动从节点并将任务发送给从节点进行处理，从节点将处理后的结果返回给主节点进行合并。本发明通过启动多个处理任务，并将遥感影像分块发送给各个处理任务，处理完成之后进行合并，并且在合并的时候可以从拓扑结构上解决计算shell和hole的问题，极大的减少了计算量，提升了计算速度，加快了处理速度。

技术领域

本发明涉及一种栅格转矢量方法，尤其涉及一种遥感影像的快速栅格转矢量方法。

背景技术

遥感影像的栅格矢量化广泛应用于在遥感影像中提取道路、植被、水体等算法的后期处理，GDAL中的相关算法逐行对影像逐行扫描，把相同颜色值的像素归为一类，提取同类的边界，得到一个边界的数组，再遍历边界数组对shell和hole进行查找和合并，计算量非常大且无法并行，计算量随边界数量的增长呈指数增长。当边界数量很大时，计算速度会非常慢。

当前处理器单核频率无法提高，主要以提升处理器核数为主。如果要在短时间内对大量的遥感影像进行处理，通常采用分布式计算的方式。然而现有的方案直接使用GDAL中的方法，存在着以下缺点：只能使用单个线程进行转换，无法充分利用多核处理器或集群的性能；由于数据结构的问题，对shell和hole的计算的时间复杂度为O(n2)，当计算出的矢量中的多边形较多时，转换速度将会非常慢。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种遥感影像的快速栅格转矢量方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种遥感影像的快速栅格转矢量方法，整体步骤如下：

步骤一、启动主节点，对要处理的影像进行拆分，将影像分成1024×1024像素的小块，只需记录拆分信息，不需要真正的进行拆分；

步骤二、以拆分后的影像信息创建处理任务，每个任务对应一块影像数据；

步骤三、主节点启动子节点，并将任务信息通过消息队列发送给子节点，启动子节点的个数将由配置文件和任务数量共同决定；

步骤四、子节点接受任务并根据任务信息将对应的栅格影像转换为矢量数据；

步骤五、子节点将转换后的矢量数据发送给主节点；

步骤六、主节点对每个子节点发送过来的分块的矢量数据进行合并，得到整个影像的矢量数据。

步骤六中的合并流程如下：

步骤I、对分块信息建立二叉树，二叉树中的每个父节点由两个子节点合并得到，属于同一个父节点的两个子节点在拓扑关系上是相邻的；

步骤II、主节点得到矢量数据后，在二叉树中查找能进行合并的节点进行合并，并将合并之后的信息写到对应的节点中；

步骤III、重复步骤II，直到合并到跟节点，合并完成。

本发明通过启动多个处理任务，并将遥感影像分块发送给各个处理任务，处理完成之后进行合并，并且在合并的时候可以从拓扑结构上解决计算shell和hole的问题，不仅充分利用多核处理器或计算集群的计算能力，快速的对大量的GDAL栅格影像进行矢量化的并行转换，而且加快了对大的遥感影像的转换速度，极大的减少了计算量，提升了计算速度，加快了处理速度。此外，本发明在遥感影像植被提取和水体提取算法上使用，经测试，转换速度有了很大的提高，特别是在生成的矢量多边形较多的情况下，速度有了几十倍的提升。

附图说明

图1为本发明栅格转矢量并行方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。