基于GDAL大于2G遥感图像的快速浏览(2)

基于GDAL大于2G遥感图像的快速浏览

1602012，48（13）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用

式，对中间图像进行分块，对分块的图像采用中间图像序列技术（即多分辩率金字塔技术）存贮不同分辩率的图像序列；为了使漫游操作更快，采用了高速缓存技术减少读写硬盘的次数。许涌[5]也采取类似的方法，详细说明了分块和建金字塔的目的，其中高速缓存采用了先进先出（FIF0）的调度策略。宋江洪[6]强调了图像分块分层结构在海量数据处理中的作用，并且对图像数据块采用数组的方式进行索引和组织。但是，将不同的图像格式转换为中间图像格式的工作量是非常大的，要搞清楚不同图像的文件格式，而且还要对不同图像文件进行读和写的操作是一件十分繁重的工作。GDAL开源软件（http：//http://www.77cn.com.cn）支持常见的各种图像文件格式，能动态建立图像金字塔，任意读取指定图像块的数据，因此，长期以来图像处理和分析软件的设计与开发都是基于GDAL之上的。此外，本文建立金字塔的方式与以上参考文献的方式不同，动态调度策略采用的是LRULeastRecentlyUsed）算法，实现了快速显示大的遥感图像。放大、缩小和漫游操作实现了渐变的效果，给用户十分快速和平滑的感觉。

2GDAL类库简介

GDAL是一个开源栅格空间数据转换库（http：

//http://www.77cn.com.cn），它利用抽象数据模型来表达所支持的各种文件格式，还有一系列命令行工具来进行数据转换和处理。

GDAL提供对多种栅格数据的支持，包括Arc/InfoASCIIGrid（asc）、GeoTiff（tiff）、ErdasImagineImages（img）、ASCIIDEM（dem）等格式。GDAL使用抽象数据模型（AbstractDataModel）来解析它所支持的数据格式，抽象数据模型包括数据集（Dataset）、坐标系统、仿射地理坐标转换（AffineGeoTransform）、大地控制点（GCPs）、元数据（Metadata）、栅格波段RasterBand）、颜色表（ColorTable）、子数据集域SubdatasetsDomain）、图像结构域（Image_StructureDomain）、XML域（XML：Domains）。

GDAL是非常强大的栅格和矢量数据读取处理库，具有多波段读取、高效的多分辨率块读写接口函数、高精确度的坐标转换能力等功能；既能动态建立图像金字塔，又能建立静态图像金字塔。由于其强大而高效的海量数据读取能力，而且调用简捷和方便，许多商业地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）软件和开源软件都基于GDAL的底层数据读取功能进行设计与开发，如：GoogleEarth、

ESRIArcGIS9.2+、ERMapper、GRASS、QuantumGIS（QGIS）等。

与本文密切相关的函数有：（1）从多波段图像中读写图像块数据GDALDataset：：RasterIO（）。（2）从单波段中读写图像块数据GDALRasterBand：：Ras-terIO（）。（3）建立图像金字塔的函数GDALDataset：：BuildOverviews（）。具体参数和用法限于篇幅，在此不详细介绍，请参考网站（http：//http://www.77cn.com.cn）上的说明。

3动态图像金字塔结构

图像金字塔分为静态金字塔结构和动态金字塔

结构两种。静态金字塔结构是将建立好的金字塔结构保存文件中，在显示和浏览时，根据当前的窗口范围和显示分辩率，直接从文件中读取，这是最快的一种方式。缺点是要占有更多的硬盘空间，静态金字塔结构所占空间约为原图像的1.33倍。因此，一些商用遥感图像处理和分析软件（如：PCI等），把是否保持静态金字塔结构的功能提供给用户进行选择，而建立动态金字塔结构的功能是一个必备的功能。相对于建立在文件中的静态图像金字塔结构，动态图像金字塔是建立在内存中的，动态图像金字塔，又称内存金字塔，即指在同一的空间参照下，根据用户需要以不同分辨率在内存中对图像数据进行分层存储。打开建立有静态图像金字塔结构的文件，然后显示和浏览比较简单。本文主要讨论建立动态金字塔的技术。

具体的数据结构如下：

structWxRasterCacheTile{//块的结点

WxRasterCacheTile*prevLRU；//LRU链表中前面的块WxRasterCacheTile*nextLRU；//LRU链表中后面的块inttile；//块的号intlod；//图层的号

boolIsPutLru；//是否被加入到了LRU队列中intsize；//当前块的大小void*pData；//块的数据}；

structWxRasterLayerSetCache{//内存图像金字塔结构intmaxLod；//最大的图层数intmaxTile；//图层中块的最大数目

WxRasterCacheTile***tiles；//指向二维数组[lod][tile]//金字塔的每一层实际是块的的二维数组，//为了简化，以一维数组块号[tile]表示二维数组}；

（（（

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