Gosper曲线支持的正六边形栅格数据游程编码及高效压缩

通过将Gosper曲线引入正六边形栅格,建立了一种新型游程编码形式,基于此进行栅格数据的无损及有损压缩编码。首先,建立Gosper曲线与正六边形栅格数据的双向对应关系,为数据的编码和解码提供引导支持。其次,确定每个栅格单元的Gosper编码值,通过将目标区域单元的编码集合进行游程编码实现数据的无损压缩。然后,在此基础上,有损压缩借助Gosper曲线良好的空间聚合性进行区域临近融合,摒除细节信息:在一定阈值约束下,遵循Gosper曲线走向,改变部分栅格单元的归属以减少编码对象数目,重新进行游程编码完成编码量的精简。最后,进行试验验证,在实现压缩编码的基础上,对多分辨率、不同融合阈值条件下的数据压缩进行探究,并与其他方法进行对比以凸显其优势。     

地图符号游程编码表达及其应用

地图符号化将抽象的空间数据转换为可见的地图,其结果以栅格结构存储,进行地图输出时受限于栅格数据量。压缩符号化后的栅格数据来降低计算机资源开销是提高地图输出效率的一种有效途径,据此本文提出利用游程编码表达地图符号的方法,建立面向符号的游程编码数据结构,利用直接的游程运算取代栅格运算来完成地图的各种操作,并在此基础上完成地图输出。该方法减少了数据冗余,直接的游程运算提高了运算粒度,可以满足高分辨率地图输出对处理效率和内存开销的要求。     

平面四孔六边形格网系统复进制数建模及编码运算

格网系统是一种多分辨率栅格数据结构,在多尺度地理空间数据组织、处理和分析中应用广泛.六边形格网系统具有重要几何特性,相关研究已引起学术界广泛关注,格网层次关系描述及计算是研究难点之一.本文引入复进制数理论,通过间隔层次格网单元隶属关系,建立平面四孔六边形格网系统数学模型,据此提出等效编码方案,定义编码运算并归纳运算规则,设计编码索引、编码与笛卡儿坐标互换算法.对比试验结果表明,本文提出的编码方案与同类成果相比具有结构对称性,可显著提高编码操作效率,具有实际应用潜力.     

局部区域多孔径六边形格网系统快速生成算法

六边形全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的优选解决方案,相关研究已引起学术界广泛关注。相较于完整的全球格网,局部不规则区域格网的应用需求更加广泛,相关生成算法是当前六边形全球离散格网系统研究的重要问题之一。将二十面体相邻三角面组合为菱形逻辑结构,在此基础上,提出一种局部区域多孔径六边形格网系统生成算法。首先,分析格网剖分类型,建立离散整数坐标系,描述多孔径六边形格网单元空间位置;其次,将局部区域分解到球面二十面体的菱形逻辑结构上创建子区域;然后,根据子区域边界设计外接最小菱形遍历算法,剔除与目标区域无关单元;最后,遍历最小菱形,生成多孔径局部格网。对比实验结果表明,提出的算法具有灵活性好、效率高等优点,生成的多孔径六边形格网用于栅格数据组织,可显著减少数据量,具有较好的应用潜力。     

基于分区预测差分编码的遥感星上数据无损压缩

遥感图像数据压缩的一个重大应用是星上数据压缩。本文基于信息论的理论和遥感图像信息量的统计规律,提出一种差分编码压缩方法。运用该方法对北京一号小卫星的多光谱数据和全色波段数据进行了无损压缩试验,取得了良好的效果。还专门针对卫星遥感影像数据的特点,提出了分区预测差分编码压缩的建议。     

一种分层压缩的高精度矢量地图加密方法

传统的矢量数据加密算法主要是直接对数据加密,忽略了矢量数据的结构与冗余。针对此类问题,提出利用分层压缩的矢量数据加密方法。首先,结合矢量数据结构特点,使用最小编码单元对线目标和面目标进行SEC压缩;其次,通过随机置乱MCOs的平均点距离对矢量数据位置加密;最后,使用XOR操作对MCOs顶点方向进行循环加密,达到加密矢量数据几何形状的目的。实验结果表明,该方法明显降低了加密过程计算量,与普通加密算法相比,在保证矢量数据精度和安全性的情况下,提高矢量数据加密效率。     

基于预测树的天气雷达回波数据无损压缩

利用了各层回波图像间的相关系数建立预测排序树,采用了自适应算术编码实现天气雷达回波数据的无损压缩,实现了天气雷达回波数据的有效压缩。     

基于DCT变换的GIS矢量数据压缩技术研究

针对矢量数据的复杂内部结构以及失真在矢量数据中的特殊表现形式，提出了基于DCT变换的矢量数据有损压缩方案。该方案主要针对自然形成的矢量数据，通过分块将结构复杂的矢量数据划分为定长点序列，通过一个特别的量化表控制有损压缩产生的失真不超出事先给定的指标。实验表明，本方案具有较高的压缩比，且可以通过预期指标控制失真。     

栅格图形数据叠置分析方法及其在城镇规划中应用

本文介绍用栅格数据进行图形叠置分析的方法,提出矢量数据转换为栅格数据的链拓扑法、减少栅格数据存储量的编码方法、根据模糊综合评判原理建立多因素综合评价数学模型以及叠置评价结果的类型格网合并的边界跟踪算法,最后给出一个实例说明栅格图形数据叠置分析方法在城镇规划中的应用。     

Optimized onboard lossless and near-lossless compression of hyperspectral data using CALIC

We propose a new lossless and near-lossless compression algorithm for hyperspectral images based on context-based adaptive lossless image coding (CALIC). Specifically, we propose a novel multiband spectral predictor, along with optimized model parameters and optimization thresholds. The resulting algorithm is suitable for compression of data in band-interleaved-by-line format; its performance evaluation on Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) data shows that it outperforms 3-D-CALIC as well as other state-of-the-art compression algorithms.     

Efficient encoding and decoding algorithms for distributed resampling

This paper discusses algorithms for compressing floating point data which is encountered while performing resampling algorithm for rectifying geometric distortions on the images transmitted by the remote sensing satellite on a distributed computing environment. Two efficient algorithms for encoding and decoding floating point data compression, (i) 3-byte packing and (ii) 3-byte + 2-bit packing have been proposed. Both algorithms are tested to execute resampling algorithm on radiometrically corrected for IRS- LISS-III 4 bands data on a distributed system. First algorithm compresses 4-byte floating point data to 3-byte obtaining 25% compression while later one compresses 4-byte floating point data to 3-byte + 2-bit achieving about 18.75% compression. The computational time is reduced by 22% as compared to the distributed resampling algorithms without compression. Further it is found that in lossy compression algorithm only 220 pixels out of 37.4 MB pixels have utmost one Gray count difference, which will not pose any issues for digital classification or any other methods that will be employed in the corrected image by Image Analysts.     

八叉树的三维行程编码

八叉树结构是３ＤＧＩＳ中一种研究和应用最为广泛的栅格数据结构。在对线性八叉树编码方法进行分析的基础上，将行程编码技术引入八叉树的数据压缩，形成三维行程编码方法。并对三维行程编码的八叉树显示方法进行讨论，利用实验对上述研究内容进行验证     

全球多分辨率六边形网格剖分及地址编码规则

首先介绍全球网格系统的应用需求,讨论采用正多面体剖分的基本要素。在此基础上,提出一种新型的便于存储,具有多分辨率层次索引、管理能力的六边形剖分全球网格系统的设计思路、产生步骤和生成算法。分析现有六边形索引机制的缺陷,给出一种新的球面六边形网格层次结构,在该结构的基础上设计网格的层次化编码方式,成功建立网格的编码空间,详细探讨经纬度坐标与网格地址编码的转换问题,给出并实现基于递归层次离散网格坐标系统的互换算法,严格保证计算的准确性和可靠性。该结构能够无缝地表达和处理不同分辨率的全球网格空间数据。     

Possibilities of using raster data in client‐side web maps

Companies and individual developers have recently put serious effort into improving web mapping libraries. A significant front in this development is hardware‐accelerated vector graphics. Owing to those efforts, and the continuously evolving World Wide Web, users can visualize large vector layers, and even animate them. On the other hand, this rapid development cannot be observed with raster data. There are some data abstraction libraries for reading raster files, although web mapping libraries do not use them to offer raster capabilities. Since there are no mature raster management pipelines on the web, this study explores two inherently different techniques for handling raster data. One of them uses the traditional, texture‐based method. The other is a hybrid technique rendering raster layers as vectors, overcoming some limitations of the raster model. While the traditional technique gives a smooth user experience, the hybrid method shows promising results for rendering hexagonal coverages.     

基于Morton码的一种动态二维游程压缩编码方法

本文在分析常规二维游程压缩编码方法缺陷的基础上,提出了一种基于Morton码的二维游程压缩编码方法.该方法按Monon码由小到大顺序扫描栅格数据,对于由2×2个像元组成的格网由Morton码生成格网左上角像元的行列号,并且用动态线性表通过比较像元的属性值,存储压缩结果,建立二维游程编码.实验表明,该编码方法在运行时间和...     

四孔六边形全球离散格网一致瓦片层次结构编码运算

全球离散格网系统是支持多源地球空间信息融合处理的有效解决方案,格网系统单元层次关系及全球统一编码运算是研究难点。首先,根据四孔六边形剖分特点,提出封闭二十面体表面的一致瓦片层次结构;然后,利用复进制数建立一致瓦片层次结构的编码数学模型,并等价设计全球统一编码运算、编码邻近查询、编码与地理坐标转换等算法;最后,设计了格网层次结构验证和编码运算效率测试实验。实验结果表明,一致瓦片层次结构的编码与地理坐标转换平均效率分别约是同类成果的2.74、1.73倍,编码邻近查询平均效率约是其7.46倍,且随着格网层次升高,效率优势更显著;与同类成果相比,所提方案瓦片具有一致性,且数量更少,算法复杂度低;层次结构的原理简明易懂,计算机执行效率高,可为多源对地观测数据统一组织管理、处理分析提供理论和技术支撑。     

Land use change detection based on multi‐date imagery from different satellite sensor systems

An empirical study was performed assessing the accuracy of land use change detection when using satellite image data acquired ten years apart by sensors with differing spatial resolutions. Landsat/Multi‐spectral Scanner (MSS) with Landsat/Thematic Mapper (TM) or SPOT/High Resolution Visible (HRV) multi‐spectral (XS) data were used as a multi‐data pair for detecting land use change. The primary objectives of the study were to: (1) compare standard change detection methods (e.g. multi‐date ratioing and principal components analysis) applied to image data of varying spatial resolution; (2) assess whether to transform the raster grid of the higher resolution image data to that of the lower resolution raster grid or vice‐versa in the registration process: and (3) determine if Landsat/TM or SPOT/ HRV(XS) data provides more accurate detection of land use changes when registered to historical Landsat/MSS data.

Ratioing multi‐sensor, multi‐date satellite image data produced higher change detection accuracies than did principal components analysis and is useful as a land use change enhancement technique. Ratioing red and near infrared bands of a Landsat/MSS‐SPOT/HRV(XS) multi‐date pair produced substantially higher change detection accuracies (～10%) than ratioing similar bands of a Landsat/MSS ‐ Landsat/TM multi‐data pair. Using a higher‐resolution raster grid of 20 meters when registering Landsat/MSS and SPOTZHRV(XS) images produced a slightly higher change detection accuracy than when both images were registered to an 80 meter raster grid. Applying a “majority”; moving window filter whose size approximated a minimum mapping unit of 1 hectare increased change detection accuracies by 1–3% and reduced commission errors by 10–25%.     

六边形格网的快速傅里叶变换

全球离散格网系统是支持多源地球空间数据融合处理的新型数据模型,傅里叶变换是联系其空域与频域的纽带,对以格网系统为框架的遥感图像的增强具有重要意义。根据三孔六边形格网剖分方案,设计了一种规则六边形格网单元组合结构,并将该结构空间域的二维离散傅里叶变换转化为可以用蝶形算法加速的标准一维变换。采用遥感影像进行实验验证,结果表明本文提出的快速傅里叶变换算法正确、高效,其复杂度为N log2N。随着数据量增大,效率以指数函数形式提高。     

第三次全国国土调查土地利用矢量数据栅格化方法

第三次全国国土调查县级土地利用图斑层包含利用类型、耕地类型、坡度等级、种植属性等多属性信息,将县级土地利用矢量数据集成栅格化形成全国无缝的多尺度、多专题栅格产品存在一定技术难度。本文针对第三次全国国土调查土地利用栅格产品应用需求,探讨了多属性综合编码、全国基础地理网格框架、栅格化产品数据模型、矢量栅格化等技术方法,建立了全国土地利用栅格产品生产流程,开展了全国多尺度、多专题土地利用栅格产品生产验证。结果表明:本文方法能够实现第三次全国国土调查土地利用矢量图斑多属性信息集成栅格化和全国多尺度、多专题土地利用栅格产品工程化生产,可为今后的国土调查土地利用栅格产品生产和共享应用提供支撑。     

应用于六边形网格的链码方法

目前只有顶点链码能够直接用于表达六边形网格边界。将典型的四边形网格链码推广应用于六边形网格,并提出了新的链码方法,其中,六方向Freeman链码（F6）对边界网格中心连线的6个绝对方向进行编码;左右二方向链码（left right 2-direction chain code,2LR）通过记录外轮廓前进的两个相对偏转方向实现对边界的表达;单调性标识链码（monotonicity identify chain code,MICC）通过区分码标识沿网格边界的单调性变化;边链码（edge chain code,ECC）则是将每个边界网格在外轮廓上的边数作为其码值。对4种方法的几何特性、表达效率与压缩性能进行了全面比较与分析。实验结果表明,这4种方法均能有效应用于六边形网格形状的边界表达,其中,ECC和F6的表达效率最高,平均码数约为1;2LR与ECC的压缩性能最好,与F6相比,压缩率可达67%。