时间：2022-11-08 14:30:01 | 来源：信息时代
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栅格数据库 : 可支持基于场模型的空间实体的高效存储和查询的一类空间数据库。近年来遥感技术的发展产生了越来越多栅格形式的空间数据,且大部分遥感数据不可能转换成矢量格式,所以栅格数据库就变得极其重要。栅格数据可以用场模型来建模。地图代数则提供了一套操纵栅格数据集的运算符。数据分片是最常用的存储栅格数据集的方法。
1.栅格数据查询
为支持对栅格数据的查询,通常应将栅格图像存储在数据库而不是作为文件系统中的文件存储。由于栅格图像占用磁盘块空间的更大分片,必须为其设计一种存储策略。否则会因磁盘块因子过小,使查找关系表中元组的时间急剧增加。
一种策略是只把有关栅格阵列的重要信息连同其他属性一起存储在一个表中,而把实际的原始栅格影像存储到另外一个独立的表中。为了能够访问栅格图像,第一个表需要包含指向存储图像的表的外码。对于非常大的栅格阵列,一种有效的策略是把阵列分解成若干数据片,将它们作为独立的元组分别存储到关系表中。这种策略对于那些只涉及部分原始数据的查询操作特别有效,如剪裁操作。
另一种策略建立在数据压缩基础上。一般地理区域上的一组图像可以用一组更小的正交图像来近似,各个图像可以采用诸如游程编码、向量量化和分波段编码等技术进行压缩。数据压缩减少了存储一组图像所需的磁盘空间。另外对大型栅格数据同时保存多个被压缩得到的尺度较小的图像,可以提高查询速度。这种方法被称为金字塔索引结构。
2. 地图代数
地图代数是对栅格分析所做的大量操作顺序进行组织的一种系统框架,它是一个用于栅格分析而不是栅格查询的框架。在地图代数中,操作数是栅格矩阵,而操作可以分为4类:
(1)局部操作: 将一个栅格映射到一个新栅格上,新栅格中每个单元格取值仅依赖于它在原栅格的值。
(2)聚焦操作:新栅格单元格的值依赖于它在原栅格相应以及邻近单元格的值。包括场的坡度、梯度、连续性等。
(3)区域操作:新栅格单元格的值是原图层相应单元格的值以及其他单元格的值的一个函数,它们出现在由另一个栅格指定的同一个区域上。区域不必是连续的,也无需覆盖输入地图的所有单元格。
(4)在全局操作:新栅格单元格的值是位置的函数,或者是原栅格或其他栅格上所有单元格的值的函数。
另外还有两个专注于图像处理的操作,分别是裁剪(trim)和切片(slice)操作。
3. 基于内容的查询
通常,图像可以通过使用基于元数据的谓词检索出来。但是,图像的内容所能完全表达的图像语义,远远超过了元数据中记录的信息所能表达的范围,例如图像中颜色、纹理及对象的空间结构等。对于结果依赖于图像中的隐含内容和关系的查询,称为基于内容的检索。图像的内容代表了全部的图像语义,基于内容的查询的结果取决于隐含在图像中的内容和关系。
栅格数据库中基于内容检索的基本概念包括拓扑相似性、方位相似性、距离相似性、基于这些关系构造的属性关系图以及基于属性关系图的相似性检索方法。基于内容检索的高效处理方法仍然是一个研究热点。
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