OpenGIS 网格覆盖实施规范.ppt

OpenGIS网格覆盖实施规范GridCoverageServiceImplementationSpecification RETIRED 目录 1规范概述2结构2 1GridCoverage概述2 2CV Coverage2 3GC GridCoverage2 4GP GridAnalysis2 5GC CoverageExchange 可选项 2 6GP GridCoverageProcessor 可选项 2 7接口支持Coverage2 8接口 数据类型支持GridCoverage2 9接口 数据类型支持Coverage3组件服务3 1Grid组件类和接口3 2著名的二进制表示方式3 3GP GridCoverage处理操作4参考 该实施规范起草的目标 允许一定范围内的实现 这将允许和容易实现的相对较快更全面的规范 加快互操作 可以利用的分析实现数据访 作为通用规范 它具备CORBA和COM实施思想 本规范可以扩展到包括像Java一样的分布计算平台 规范的所有实现都应该支持从一个GeoTIFF栅格数据生成coverage数据 允许有效访问大数据集 支持多维实现 扩展框架来支持图像处理和分析 能够处理多种栅格数据 支持多种颜色模板 2体系结构 体系结构有三个包构成 并用两个字母的前缀代表数据包 CV coverage生成coverage数据GC gridcoverages专门为gridcoverage数据设计GP gridcoverageprocessing 可选项 数据处理 2 1GridCoverage概述 1 GridCoverage特性该规范允许gridcoverages有以下特性 可变数目与每网格值 每像素的所含的字节数 1 2 4无符号整数8 16 32有符号 无符号整数32 64真值1到多波段数据 多波段数据 波的值可以用维度来定义 支持一个 nodata 的可变数 多种颜色模型 灰度 伪彩色 任意大小 RGB CMYK和HSL 支持预览和金字塔 低分辨率数据集 2 grid坐标系统gridcoverage有一坐标系统 为grid中每一个单元定位 每个单元在网格点的中央 grid由有序的单元值组成 第一个单元坐标为 0 0 两维的gridcoverage有512行512列 3 gridcoverage成瓦该规范没有明确的接口用瓦片来访问数值 它期待当用户在瓦片边缘能够有效索引数据 4 颜色模板只有当coverages为整数型时 颜色模板才有效 有灰度 RGBA HSL CMYK RGB模板 例如 CMYK向量包含四个值 青色洋红黄色黑色 每个值范围从0到255 其中0和255是没有强度是最大强度 5互操作 为了有益于互操作 框架下的许多接口都保持不变 支持接口的对象不变 这意味着对象在工厂创建他们以后应当保持不变 特别的 以下接口须由不变的对象支持 CV SampleDimension GC Format GC GridCoverageExchange GP Operation GP GridAnalysis GP GridCoverageProcessor在一个GridCoverage数据里 只有单元值改变 网格大小 几何形状 差值 测序等都不变 然而 客户应该知道的GridCoverage接口背后的对象 可从其他接口被改写 改变了格点 像素 通过一GridCoverage值可以改变在其他格点值 为了让客户端应用程序 以适应预计电网覆盖条件正在间接地改变 源网格几何对象为适应网格几何对象可以追查 2 2CV Coverage抽象接口提供访问coverage的途径 coverage的基本属性是在它的范围内为每一个点产生一个值 Coverage如何在内部表示不是我们关注的 2 3GC GridCoverage 此接口将展示实现基本数据的访问 一个GC GridCoverage可以实现网格值的更新 一个基本的只读的实施将比较容易地实现 2 4GC CoverageExchange optional 支持从不变的格式创建gridcoverages并输出一个持续的格式 例如 它允许从为GeoTIFF生成gridcoverages 并输出GeoTIFF文件格式 基本实现只需要从文件格式或一个资源 2 5GP GridAnalysis optional 此可选接口进行网格数据分析 这样的处理功能 包括直方图计算 协方差和其他统计测量 GP GridAnalysis操作在GC GridCoverage来创建一个新的GC GridCoverage 2 6GP GridCoverageProcessor optional 这个可选接口提供不同的访问数据值的方式以及图像处理功能 可用的处理操作独立实现 该接口有一个发现机制来确定可用的处理操作 2 7CV SampleDimension该接口包含了coverage的单个样本维度信息 该接口适用于任何coverage类型 对于gridcoverages来说 样品尺寸是指一个波段 2 8接口 数据类型支持GridCoverage2 8 1GC GridPacking这个数据类型描述的gridcoverages范围内数值封装方案 它包括在一个字节内数据值小于8位的封装 超过8位的封装和值的封装 2 8 2GC GridGeometry这个数据类型描述了gridcoverage的几何形状和地球参照 网格范围属性决定有效网格参考 见2 1 2网格坐标系统的更多细节 网格覆盖面可能会或可能不会有地理参考 2 8 3GC GridRange此数据类型为coverage的每一维度在覆盖范围内定义了有效的地理参考 2 8 4GC ParameterInfo此数据类型为gridcoverage提供处理操作和格网交换所需的参数的信息 此信息包括作为参数名称 参数描述 参数类型等 2 8 5GC Parameter这一数据类型需要一个参数进行gridcoverage处理操作和数据交换 该参数包含参数关键字和它的值 2 8 6GC Format该接口是一个发现机制来确定一个GC GridCoverageExchange实现支持的格式 一个GC GridCoverageExchange实现能够支持大量文件格式或资源 2 9接口支持GridCoverage处理 2 9 1GP Operation此接口提供了对一个gridcoverage处理操作的描述性信息 描述性信息包括作为操作 操作说明 操作需要的gridcoverages数据源数等信息 3组件服务 3 1 1CV Coverage此接口对所有coverage都通用 其他的coverage类型是coverage的子类 3 1 2GC GridCoverage 这个GC GridCoverage接口提供基本的访问grid数据值的途径 影像的每个波段代表了一个样本大小 3 1 3GC GridCoverageExchange 该它创建实例 并能输出gridcoverage持续的文件格式 3 1 4GP GridAnalysis 在一个gridcoverage上执行网格分析 包括直方图最小值最大值均值中值模值stdDevcorrelation 3 1 5GP GridCoverageProcessor coveragevalues该接口允许采用不同的方法访问gridcoverage数据值 3 1 6SupportingInterfacesintheCoverage CV Package 该为一个coverage描述了数据值 对于一个gridcoverage来说 一个波段就是一个样本大小 3 1 6 2CV SampleDimensionType3 1 6 3CV PaletteInterpretation3 1 6 4CV ColorInterpretation 3 1 7接口和结构支持GridCoverage 3 1 7 1GC GridPackingTheGC GridPacking数据类型表明了了gridcoverage数据值的打包结构 3 1 7 2GC GridGeometry TheGC GridGeometry数据类型描述了有效范围内的坐标系统和网格和真实世界的坐标的数学转换 3 1 7 3GC GridRange GC GridRange定义了gridcoverage的坐标 例如这一数据类型可以用来访问一块gridcoverage的数据值 3 1 7 4GC ParameterInfo 该结构包含了一个gridcoverage处理操作需要的的参数信息 这些信息包括参数名称 参数描述 和参数类型等 3 1 7 5GC Parameter 操作处理需要参数编码列 这一结构包含了参数名称和它的值 3 1 7 6GC Format 该接口是GC GridCoverageExchange支持的每个格式信息的发现机制 3 1 7 7GC ValueInBytePacking 1 2字节coverage和4字节grid值的像元序列 3 1 7 8GC ByteInValuePacking 多字节值的特定字节顺序 GC wkbXDR是大端 GC wkbNDR是小端 3 1 7 9GC ParameterType 确定参数值的类型 参数序列用来为一个操作传递大量arguments 并且每个参数可以有不同的参数类型 一个操作需要一个字符串 对于GC StringType和GC GridCoverage类型 gridcoverage将会使用两个参数 3 1 8接口支持GridCoverage处理 这一接口提供了不同的方法来访问gridcoverage值和提供了图像处理功能 这些过程将会改变一个样本的值 并且把这些值无影响地保留在另一个样本中 这一改变的样本也可能改变他自己的类型 Themodifiedsampledimensionmayalsochangeitstype 例如从CV 4BIT变成CV 1BIT 而实际基本的grid数据仍不变 3 1 8 1GP Operation 这一接口为gridcoverage处理过程提供了描述信息 包括操作的名称 操作描述 和需要的gridcoverages源的数目 3 2著名的二进制表示 3 2 1WKBGeoTIFFGeoTIFF代了表160多个不同的RS GIS 制图 测量及相关的公司和组织是通过努力建立的基于TIFF的栅格影像交换格式 最初的目标确定一个关于TIFF地理规范 1994年正式的GeoTIFF邮件清单被创立 该清单的目的是讨论共同的目标和发展全行业的GeoTIFF标准 在1995年3月由SPOT公司主持 与来自美国地质勘探局 Intergraph ESRI公司 ERDAS公司 SoftDesk MapInfo NASA JPL的代表举行会议 当前使用的GeoTIFF提案被勾勒出来 GeoTIFF完全遵守TIFF6 0规范 它的扩展绝不会以任何方式与TIFF的意见相违背 也不会限制TIFF支持的栅格数据的规模 GeoTIFF使用一小套预定的TIFF标签来存储宽范围的地理参考信息 来满足地理和投影坐标系统的需要 投影包括UTM USStatePlaneandNationalGrids 和基本投影 不会有信息存储在私有结构中 IFD或其他机制将会从本地TIFF读软件中隐藏信息 3 3GP GridCoverage处理操作 以下是GP GridCoverage处理操作的例子 但不详尽 不同的GP GridCoverageProcessor实施将提供不同的操作 不需要执行下面的实体列 使用这些方法的其中一个来改变栅格被访问的方法将不会影像被另一个操作控制的gridcoverage的状态 例如 改变互操作的方法不应该影响样本大小的数目或者是样本大小的值序列 3 3 1灰度阈值灰度阈值把格网值分级成Boolean值 3 3 2图像增强图像增强是用来提高样本维度内小范围的数据值的对比 3 3 2 1线性增强在一个样本中执行线性增强 该范围内的栅格值一致扩展到充满0到255 新值 Value Min Max Min 2553 3 2 2根增强新值 sqrt Value Min sqrt Max Min 255 3 3 2 3均衡增强网格值基于他们出现的频率被分配新的值 直方图出现频率高的新值被赋予较大的范围 3 3 2 4不频繁增强在输入影像值不经常变化的地方新值绘制成255 值经常变化的地方赋予新值 3 3 3插值此操作为落在单元间的点指定插值类型 默认值是邻域 新的插值型操作在所有样本维度 3 3 4波段比率 执行波段比率操作 此操作将计算 样本维度1的值 样本维度2的值 由此产生的新的值将是零 如果 1 样品的尺寸2的值是0或2 或样本CV 32BIT REAL 维1或2有 nodatavalue 此操作将修改样品尺寸1 样本维度1将包含输出值 修改后的样品尺寸样品尺寸类型将为CV 32BIT REAL 空间滤波 空间滤波是基于邻域网格值来改变网格值增强操作 被看成是空间或区域操作 一个滤波或中心窗口 在x维上它的维数为奇数 此窗口中的每个单元格包含一些的系数或权重来代表它们的某种数学关系 网格值乘于窗口中的相应系数 在对应位置得到当前的值并把结果保存在中心像素 filteredgridcoverageisgeneratedbymultiplingeachcoefficientinthewindowbythegridvalueintheoriginalgridcoveragecorrespondingtothewindow scurrentlocationandassigningtheresulttothecentralpixellocationofthewindowinthefilteredgridcoverage 每次窗口移动贯穿整个gridcoverage的像元 乘法的过程一窗口被称作卷积运算 3 3 5 1均值滤波执行均值滤波操作 新的网格值将是所有的内核格网值的平均值 Newgridvalue sum V i j Xsize YSize 3 3 5 2模滤波执行模滤波操作 新的网格值 给出最频繁发生价值的内核 该过滤器主要用于清理 因为这过滤取代他们周围的大网格数据值小岛屿细胞专题网格数据 3 3 5 3中值滤波执行中值滤波 新的网格值将是所有在内核gridvalues中位数 在网格的平滑值这个筛选结果 3 3 5 4高斯滤波这种滤波是一种低通滤波 它使gridcoverage数据变模糊 公式 G i j exp i u 2 j v 2 2 SIGMSQ 3 3 5 5拉普拉斯滤波一拉普拉斯是一个高通滤波 突出的边缘 有积极和消极的亮度斜坡 在内核窗口里相应的网格数据图3 4 12的有效系数 3 3 5 6拉普拉斯滤波二在内核窗口里相应的网格数据乘于图3 4 13的有效系数 3 3 6选择样本尺寸 此操作返回一个GC GridCoverage它使用一个子集的样本尺寸从