本發(fā)明涉及一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法及介質(zhì)，屬于地理空間數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、柵格數(shù)據(jù)（raster?data）是地理信息系統(tǒng)（gis）中一種常用的空間數(shù)據(jù)表示形式，主要用于描述連續(xù)變化的現(xiàn)象。它由規(guī)則排列的像素（網(wǎng)格單元）組成，每個(gè)像素都有一個(gè)與其位置相對(duì)應(yīng)的值，用于表示地理區(qū)域中的某一特定特征或?qū)傩?，柵格?shù)據(jù)類型在地理信息系統(tǒng)（gis）、遙感、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中廣泛使用，例如海拔、溫度、濕度等。

2、柵格數(shù)據(jù)因其獨(dú)特性，在儲(chǔ)存信息時(shí)擁有如下特點(diǎn)：1數(shù)據(jù)直觀。每個(gè)像素都有一個(gè)明確的數(shù)值表示地理特征。2結(jié)構(gòu)簡單。在進(jìn)行像素級(jí)的數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)，各種空間分析操作（如濾波、分類、重分類、卷積、代數(shù)運(yùn)算等）都可以直接應(yīng)用于柵格數(shù)據(jù)。3格式標(biāo)準(zhǔn)，常見格式（如geotiff、ascii、netcdf等）被各種gis軟件和遙感處理工具支持。4存儲(chǔ)方便。遙感數(shù)據(jù)通常以柵格形式存儲(chǔ)，可以覆蓋非常大的地理范圍，并且能夠分層處理不同類型的地理信息，可以用于多波段分析、時(shí)間序列分析和分類應(yīng)用，便于大規(guī)模地表變化的監(jiān)測與評(píng)估。

3、盡管柵格數(shù)據(jù)擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)加工和處理時(shí)，存在局限。柵格數(shù)據(jù)由規(guī)則的網(wǎng)格（像素）組成，每個(gè)像素都有固定的大小和形狀（通常為正方形），這使得它在表達(dá)精確的邊界、不規(guī)則的形狀和線性特征時(shí)存在一定的困難，尤其在處理線性特征或面積較小的細(xì)長地物（如狹窄的河流、島嶼、建筑物等），柵格數(shù)據(jù)的空間分辨率往往不足以精確地捕捉這些細(xì)節(jié)。尤其在數(shù)據(jù)量大、精度要求高的場景下，直接編輯單個(gè)像素或局部區(qū)域的數(shù)值過程繁瑣，對(duì)海量柵格數(shù)據(jù)（如遙感影像或高分辨率dem），難以開展手工處理。此外，現(xiàn)有的軟件和方法，在進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)空間分析時(shí)，存在缺陷。難以精確識(shí)別面積較小、邊界復(fù)雜矢量范圍對(duì)應(yīng)的柵格范圍，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確完成柵格裁剪等操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法及介質(zhì)，針對(duì)柵格數(shù)據(jù)中存在的異常值，準(zhǔn)確識(shí)別異常值區(qū)域?qū)?yīng)的柵格范圍，利用柵格數(shù)據(jù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)異常值的識(shí)別與處理。本發(fā)明提出的方法能夠準(zhǔn)確讀取異常值區(qū)域范圍及修正量，快速批量處理異常值數(shù)據(jù)。

2、第一方面，一種實(shí)施例中提供一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，包括：

3、獲取區(qū)域?qū)ο蟮漠惓Ｖ祬^(qū)域范圍及對(duì)應(yīng)的異常值修正量，所述的異常值區(qū)域范圍以面狀矢量要素保存，所述的異常值修正量以正負(fù)數(shù)形式保存；

4、根據(jù)異常值區(qū)域面狀矢量要素創(chuàng)建緩沖區(qū)，根據(jù)緩沖區(qū)，裁剪原始柵格，得到對(duì)應(yīng)的第一柵格數(shù)據(jù)，并得到第一柵格數(shù)據(jù)的行列數(shù)，根據(jù)行列數(shù)，對(duì)第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素進(jìn)行唯一值計(jì)算；

5、根據(jù)每個(gè)第一柵格像素的唯一值，生成第二柵格數(shù)據(jù)，將第二柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量網(wǎng)格，得到第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)；

6、將異常值區(qū)域面狀矢量要素與第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，識(shí)別相交的矢量網(wǎng)格，得到第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)；

7、按照修正量將第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為第三柵格數(shù)據(jù)；所述的第三柵格數(shù)據(jù)為異常值區(qū)域準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的柵格范圍；

8、將第三柵格數(shù)據(jù)與原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格運(yùn)算，獲取異常值修正后的像元數(shù)值。

9、一種實(shí)施例中，獲取區(qū)域?qū)ο蟮漠惓Ｖ祬^(qū)域范圍及對(duì)應(yīng)的異常值修正量，所述的異常值區(qū)域范圍以面狀矢量要素保存。

10、一種實(shí)施例中，根據(jù)異常值區(qū)域面狀矢量要素創(chuàng)建緩沖區(qū)，根據(jù)緩沖區(qū)，裁剪原始柵格，得到對(duì)應(yīng)的第一柵格數(shù)據(jù)，并得到第一柵格數(shù)據(jù)的行列數(shù)，根據(jù)行列數(shù)，計(jì)算第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素的唯一值，計(jì)算公式為：

11、

12、其中，是第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素的唯一值，和分別是第一柵格數(shù)據(jù)的行數(shù)和列數(shù)。

13、一種實(shí)施例中，根據(jù)第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素的唯一值，生成第二柵格數(shù)據(jù)，將第二柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量網(wǎng)格，得到第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

14、一種實(shí)施例中，將異常值區(qū)域面狀矢量要素與第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，識(shí)別相交的矢量網(wǎng)格，得到第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)。第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)計(jì)算公式為：

15、

16、其中，是第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)，是異常值區(qū)域面狀矢量要素，是第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)，表示空間相交運(yùn)算。

17、一種實(shí)施例中，按照修正量將第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為第三柵格數(shù)據(jù)；所述的第三柵格數(shù)據(jù)為異常值區(qū)域準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的柵格范圍；

18、一種實(shí)施例中，將第三柵格數(shù)據(jù)與原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格運(yùn)算，獲取異常值修正后的像元數(shù)值。異常值修正后的像元數(shù)值計(jì)算公式為：

19、

20、其中，是異常值修正后的像元數(shù)值，是原始柵格像元數(shù)值，是第三柵格數(shù)據(jù)像元數(shù)值；當(dāng)異常值修正量為正數(shù)時(shí)，為正數(shù)，則減少；當(dāng)異常值修正量為負(fù)數(shù)時(shí)，為負(fù)數(shù)，則增加。

21、第二方面，一種實(shí)施例中提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述介質(zhì)中存儲(chǔ)有程序，所述程序能夠被處理器加載并執(zhí)行上述實(shí)施例中任意一項(xiàng)所述的柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明提出一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法及介質(zhì)，提高了不規(guī)則幾何邊界區(qū)域的異常值處理的準(zhǔn)確性，提升了大批量、多斑塊異常值區(qū)域處理的效率。

24、本發(fā)明獲取異常值區(qū)域范圍及對(duì)應(yīng)的異常值修正量，批量創(chuàng)建面狀要素，解決了手工處理耗時(shí)費(fèi)力的問題；根據(jù)閾值，建立面狀要素緩沖區(qū)，裁剪緩沖區(qū)范圍原始柵格，計(jì)算柵格唯一值，并轉(zhuǎn)換為矢量網(wǎng)格，解決了相鄰原始柵格像素?cái)?shù)值相同時(shí)網(wǎng)格識(shí)別錯(cuò)誤的問題；將異常值區(qū)域面狀要素與緩沖區(qū)矢量網(wǎng)格疊加，準(zhǔn)確識(shí)別異常值區(qū)域?qū)?yīng)的矢量網(wǎng)格，按照修正量將矢量網(wǎng)格轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有方法中，當(dāng)矢量邊界不規(guī)則時(shí)裁剪柵格范圍有誤的問題；利用柵格運(yùn)算實(shí)現(xiàn)異常值處理，將異常值區(qū)域柵格數(shù)據(jù)與原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，修正原始數(shù)據(jù)中的異常值，提升了柵格數(shù)據(jù)處理效率。

技術(shù)特征：

1.一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，獲取區(qū)域?qū)ο蟮漠惓Ｖ祬^(qū)域范圍及對(duì)應(yīng)的異常值修正量，所述的異常值區(qū)域范圍以面狀矢量要素保存，所述的異常值修正量以正負(fù)數(shù)形式保存。

3.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，根據(jù)異常值區(qū)域面狀矢量要素創(chuàng)建緩沖區(qū)，根據(jù)緩沖區(qū)，裁剪原始柵格，得到對(duì)應(yīng)的第一柵格數(shù)據(jù)，并得到第一柵格數(shù)據(jù)的行列數(shù)，根據(jù)行列數(shù)，計(jì)算第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素的唯一值，公式為：

4.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，根據(jù)第一柵格數(shù)據(jù)中每個(gè)柵格像素的唯一值，生成第二柵格數(shù)據(jù)，將第二柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量網(wǎng)格，得到第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，將異常值區(qū)域面狀矢量要素與第一矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，識(shí)別相交的矢量網(wǎng)格，得到第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)，第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)計(jì)算公式為：

6.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，按照修正量將第二矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為第三柵格數(shù)據(jù)；所述的第三柵格數(shù)據(jù)為異常值區(qū)域準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)的柵格范圍。

7.如權(quán)利要求1所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法，其特征在于，將第三柵格數(shù)據(jù)與原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格運(yùn)算，獲取異常值修正后的像元數(shù)值，計(jì)算公式為：

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述介質(zhì)中存儲(chǔ)有程序，所述程序能夠被處理器加載并執(zhí)行如權(quán)利要求1到7中任意一項(xiàng)所述的一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種柵格空間數(shù)據(jù)異常值智能計(jì)算處理方法及介質(zhì)，獲取異常值區(qū)域范圍及對(duì)應(yīng)的異常值修正量，根據(jù)異常值區(qū)域面狀要素及修正量準(zhǔn)確識(shí)別其對(duì)應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)，利用柵格數(shù)據(jù)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)異常值的識(shí)別與處理。本發(fā)明提高了對(duì)大批量數(shù)據(jù)異常區(qū)域處理的效率和準(zhǔn)確性。核心思想包括：1.對(duì)異常值區(qū)域，建立緩沖區(qū)，生成緩沖區(qū)柵格數(shù)，據(jù)根據(jù)唯一值，將柵格數(shù)據(jù)矢量化。2.柵格與面狀要素空間疊加，將緩沖區(qū)柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為矢量網(wǎng)格，并與面狀要素進(jìn)行空間疊加，識(shí)別異常值處理區(qū)域。3.對(duì)異常值區(qū)域的原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，修正原始數(shù)據(jù)中的異常值。

技術(shù)研發(fā)人員：王文,聶勇,呂其元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19