本發(fā)明涉及林地專題圖瓦片快速生成技術(shù)。尤其涉及一種云環(huán)境下林地專題圖瓦片快速生成技術(shù)。

背景技術(shù)：

林地?cái)?shù)據(jù)反映了森林資源現(xiàn)狀和變化情況，是制定我國生態(tài)建設(shè)管理決策的重要依據(jù)。自上世紀(jì)70年代我國建立了三級(jí)森林資源監(jiān)測管理調(diào)查體系以來，獲得了大量森林資源的可靠數(shù)據(jù)，為我國林地資源監(jiān)管做出了重要貢獻(xiàn)。而隨著國家林業(yè)局全國林地“一張圖”系統(tǒng)的推進(jìn)，林地落界數(shù)據(jù)匯總工作的完成，其中僅林地落界專題圖數(shù)據(jù)就達(dá)6738.88萬條。

而為了顯示這些林地專題圖數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行瓦片生成必不可少，但傳統(tǒng)的林地專題圖瓦片生成技術(shù)，大多是基于單機(jī)生成或基于手工拆分的多機(jī)瓦片生成，然而這樣的工作效率并不高效，且面對(duì)如今海量、多源投影的林地專題圖數(shù)據(jù)時(shí)往往不能勝任。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分布式云環(huán)境下林地專題圖瓦片快速生成方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供的技術(shù)方案如下：

1)用戶通過文件傳輸協(xié)議ftp方式將待處理的專題圖數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，通過系統(tǒng)終端將專題圖的數(shù)據(jù)路徑上傳至分布式文件系統(tǒng)HDFS集群中；

2)用戶從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能，并輸入目標(biāo)投影的眾所周知的ID(WKID)；

3)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能啟動(dòng)后，在映射規(guī)約MapReduce并行處理框架下，將服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的投影坐標(biāo)之下，并以眾所周知的文字形式WKT格式輸出；

4)用戶從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能，并輸入分層級(jí)數(shù)；

5)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能啟動(dòng)后，在MapReduce并行處理框架下，通過讀取用戶輸入的分層級(jí)數(shù)，將林地專題圖數(shù)據(jù)分割并柵格化為瓦片。

所述的步驟3)具體為：

3.1)、在MapReduce框架下，將林地專題圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源作為林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能的輸入值；

3.2)、使用矢量文件讀寫工具OGR接口，注冊矢量格式驅(qū)動(dòng)；

3.3)、打開林地專題圖數(shù)據(jù)源：

3.4)、解析源投影與目標(biāo)投影；

3.5)、建立OGR坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系；

3.6)、幾何圖形數(shù)據(jù)投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

3.7)、以WKT格式輸出數(shù)據(jù)。

所述的步驟5)具體為：

5.1)、在MapReduce框架下，將經(jīng)過投影和格式轉(zhuǎn)換的林地專題圖數(shù)據(jù)作為林地專題圖切割與柵格化功能的輸入值；

5.2)、在Map階段，對(duì)于輸入的鍵值對(duì)，獲取值中的林地專題圖多邊形geo，獲取該多邊形最小外包矩形env；設(shè)置瓦片最大級(jí)數(shù)z_max與瓦片最小級(jí)數(shù)z_min，對(duì)于每一個(gè)瓦片級(jí)數(shù)z，如果z_min＜z＜z_max，則執(zhí)行步驟5.3；

5.3)、對(duì)于瓦片級(jí)數(shù)z，計(jì)算該級(jí)數(shù)下瓦片邊長對(duì)應(yīng)實(shí)際地面長度a，并計(jì)算出env對(duì)應(yīng)的地圖行列號(hào)范圍：最小行號(hào)r_min，最大行號(hào)r_max，最小列號(hào)c_min，最大列號(hào)c_max，對(duì)于每一對(duì)行列號(hào)(r，c)，如果r_min＜r＜r_max且c_min＜c＜c_max，則執(zhí)行步驟5.4與步驟5.5；

5.4)、對(duì)于行列號(hào)(r，c)所確定的網(wǎng)格，建立該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)正方形grid，并以該grid與geo求相交，獲取相交多邊形intersect；

5.5)、對(duì)于多邊形intersect，遍歷其WKT格式下的每一個(gè)點(diǎn)(point_x，point_y)，并將其轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)(pixel_x，pixel_y)，從而獲取多邊形intersect的像素邊界；將z、r、c作為鍵，將intersect作為值，輸出為Map階段的鍵值對(duì)，其中，所述(point_x，point_y)表示點(diǎn)的x軸與y軸坐標(biāo)，所述(pixel_x，pixel_y)表示像素的x軸與y軸坐標(biāo)；

5.6)、在Combine階段，MapReduce框架自動(dòng)對(duì)具有相同z、r、c鍵的像素邊界進(jìn)行合并，作為Reduce階段的輸入；

5.7)、在Reduce階段，對(duì)于輸入的鍵值對(duì)，獲取值中像素邊界集合，根據(jù)像素邊界集合，采用非零纏繞規(guī)則填充，從而得到該鍵下的林地專題圖瓦片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果：

1)實(shí)現(xiàn)了在MapReduce并行計(jì)算框架之下對(duì)多源投影的林地專題圖數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)投影轉(zhuǎn)換；

2)實(shí)現(xiàn)了在MapReduce并行計(jì)算框架之下對(duì)林地專題圖數(shù)據(jù)進(jìn)行瓦片生成，其在Map階段進(jìn)行矢量多邊形分割，在Combine階段進(jìn)行相同瓦片的多邊形合并，在Reduce階段進(jìn)行矢量多邊形柵格化，其相比于現(xiàn)有的基于單機(jī)生成或基于手工拆分的多機(jī)瓦片生成具有處理速度快、執(zhí)行效率高的優(yōu)勢。隨著需要處理的林地專題圖數(shù)據(jù)的數(shù)量增多，瓦片級(jí)數(shù)的增大，該方法的優(yōu)勢將更加明顯，對(duì)于傳統(tǒng)方法無法處理的海量林地專題圖數(shù)據(jù)，本方法可快速解決。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中分布式云環(huán)境下林地專題圖瓦片快速生成方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明中服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能的流程圖。

圖3是本發(fā)明中服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行林地專題圖切割與柵格化功能的流程圖。

圖4是本發(fā)明中以尤溪縣的林地專題圖數(shù)據(jù)生成瓦片的示例。

圖5本發(fā)明中(z＝9，c＝423，r＝294)以及(z＝10，c＝847，r＝589)處瓦片的實(shí)例。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施方式，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1示例性示出了本發(fā)明中分布式云環(huán)境下林地專題圖瓦片快速生成方法的流程圖。具體包括如下步驟：

1)用戶通過文件傳輸協(xié)議ftp方式將待處理的專題圖數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，通過系統(tǒng)終端將專題圖的數(shù)據(jù)路徑上傳至分布式文件系統(tǒng)HDFS集群中；

2)用戶從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能，并輸入目標(biāo)投影的眾所周知的ID(WKID)；

3)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能啟動(dòng)后，在映射規(guī)約MapReduce并行處理框架下，將服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的投影坐標(biāo)之下，并以眾所周知的文字形式WKT格式輸出；

4)用戶從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能，并輸入分層級(jí)數(shù)；

5)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能啟動(dòng)后，在MapReduce并行處理框架下，通過讀取用戶輸入的分層級(jí)數(shù)，將林地專題圖數(shù)據(jù)分割并柵格化為瓦片。

圖2示例性示出了本發(fā)明中服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能的流程圖。具體為：

在MapReduce框架下，將林地專題圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)源作為林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換

處理功能的輸入值；

使用矢量文件讀寫工具OGR接口，注冊矢量格式驅(qū)動(dòng)；

打開林地專題圖數(shù)據(jù)源；

解析源投影與目標(biāo)投影；

建立OGR坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系；

幾何圖形數(shù)據(jù)投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

以WKT格式輸出數(shù)據(jù)。

圖3示例性示出了本發(fā)明中服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行林地專題圖切割與柵格化功能的流程圖。具體為：

在MapReduce框架下，將經(jīng)過投影和格式轉(zhuǎn)換的林地專題圖數(shù)據(jù)作為林地專題圖切割與柵格化功能的輸入值；

在Map階段，對(duì)于輸入的鍵值對(duì)，獲取值中的林地專題圖多邊形geo，獲取該多邊形最小外包矩形env；設(shè)置瓦片最大級(jí)數(shù)z_max與瓦片最小級(jí)數(shù)z_min，對(duì)于每一個(gè)瓦片級(jí)數(shù)z，如果z_min＜z＜z_max，則執(zhí)行步驟5.3；

對(duì)于瓦片級(jí)數(shù)z，計(jì)算該級(jí)數(shù)下瓦片邊長對(duì)應(yīng)實(shí)際地面長度a，并計(jì)算出env對(duì)應(yīng)的地圖行列號(hào)范圍：最小行號(hào)r_min，最大行號(hào)r_max，最小列號(hào)c_min，最大列號(hào)c_max，對(duì)于每一對(duì)行列號(hào)(r，c)，如果r_min＜r＜r_max且c_min＜c＜c_max，則執(zhí)行步驟5.4與步驟5.5；

對(duì)于行列號(hào)(r，c)所確定的網(wǎng)格，建立該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)正方形grid，并以該grid與geo求相交，獲取相交多邊形intersect；

對(duì)于多邊形intersect，遍歷其WKT格式下的每一個(gè)點(diǎn)(point_x，point_y)，并將其轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)(pixel_x，pixel_y)，從而獲取多邊形intersect的像素邊界；將z、r、c作為鍵，將intersect作為值，輸出為Map階段的鍵值對(duì)，其中，所述(point_x，point_y)表示點(diǎn)的x軸與y軸坐標(biāo)，所述(pixel_x，pixel_y)表示像素的x軸與y軸坐標(biāo)；

在Combine階段，MapReduce框架自動(dòng)對(duì)具有相同z、r、c鍵的像素邊界進(jìn)行合并，作為Reduce階段的輸入；

在Reduce階段，對(duì)于輸入的鍵值對(duì)，獲取值中像素邊界集合，根據(jù)像素邊界集合，采用非零纏繞規(guī)則填充，從而得到該鍵下的林地專題圖瓦片。

圖4示出了本發(fā)明中以尤溪縣的林地專題圖數(shù)據(jù)生成瓦片的示例，具體為：

1)、通過文件傳輸協(xié)議ftp方式將尤溪縣林地專題圖數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)datanode1、datanode2、datanode3的/opt/shp目錄下，通過系統(tǒng)終端將林地專題圖路徑文件上傳至分布式文件系統(tǒng)HDFS集群的/shpInput目錄中；

2)、從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能SHPTransform.jar，并輸入目標(biāo)投影的眾所周知的ID WKID：3857；

3)、服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖投影與格式轉(zhuǎn)換處理功能啟動(dòng)后，在映射規(guī)約MapReduce并行處理框架下，將服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的尤溪縣林地專題圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的投影坐標(biāo)(EPSG：3857)之下，并以眾所周知的文字形式WKT格式輸出到HDFS的/shpOutput目錄中；

4)、從系統(tǒng)終端啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能TileMR.jar，并輸入分層級(jí)數(shù)8-11：

5)、服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上的林地專題圖切割與柵格化功能啟動(dòng)后，在映射規(guī)約MapReduce并行處理框架下，通過讀取用戶輸入的分層級(jí)數(shù)，將矢量數(shù)據(jù)分割并柵格化為瓦片，并將其以放大級(jí)數(shù)z、列號(hào)c、行號(hào)r存儲(chǔ)為鍵值存儲(chǔ)(如(z＝9，c＝423，r＝294)位置瓦片，以及(z＝10，c＝847，r＝589)位置瓦片)。

圖5示例性示出了本發(fā)明中(z＝9，c＝423，r＝294)以及(z＝10，c＝847，r＝589)處瓦片的實(shí)例。

以上列舉的僅是本發(fā)明的最佳具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。