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[技术交流] 涨姿势,怎样让tif数据“飞”起来?

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发表于 2017-5-19 17:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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作为一个新兴的三维GIS软件,在加载数据功能上,LocaSpaceViewer可以广泛支持加载多种数据格式,极大地丰富了用户在不同数据源的背景下对数据的浏览需求。在加载不同数据源的同时,加载速度往往成为考验大多数GIS软件的重要关键点。目前在大多数卫星影像数据的存储以及倾斜摄影生成的正射影像的存储上,tif格式文件无疑是最常见的影像储存格式。那么LocaSpaceViewer如何解决tif格式的数据加载缓慢的问题呢?下面跟着小编一起来看看吧。
一、tif数据格式解析
tif格式是一种主要用来存储包括照片和艺术图在内的标签图像文件格式(Tagged Image File Format,简写为TIFF)。
TIFF与JPEG和PNG一起成为流行的高位彩色图像格式,它广泛地应用于对图像质量要求较高的图像的存储与转换。由于它的结构灵活和包容性大,它已成为图像文件格式的一种标准,在业界已经得到广泛支持,如Adobe公司的Photoshop、The GIMP Team的GIMP等图像处理应用、QuarkXPress和Adobe InDesign等桌面印刷和页面排版应用,扫描、传真、文字处理、光学字符识别和其它一些应用等都支持这种格式。
一旦体积达到1GB以上,一般的看图软件就不能正常查看了,即使专业的GIS软件类似ArcGis,GlobalMapper,LocaSpaceViewer等也需要相当长的时间来加载显示。并且存在拖拽移动卡顿的问题,因为需要不断的解析数据。
二、提高tif解析速度的方法
方法1:创建金字塔

  金字塔是一种能对栅格影像按逐级降低分辨率的拷贝方式存储的方法。通过选择一个与显示区域相似的分辨率,只需进行少量的查询和少量的计算,从而减少显示时间。创建金字塔的基本原理是利用采样自底向上生成金字塔,根据需求直接取其中某一级作为操作对象,以提高整体效率。建的级越多,越方便查询,但数据冗余也越大。
图片1.png


金字塔的各个连续图层均以2:1的比例进行缩减采样。通过金字塔可以提高5-10倍的加载解析速度,但同时数据的体积会变大1-2倍。此数值和tif的压缩算法以及是否压缩有很大关系。创建金字塔的方式包括:Arcgis的ovr,Erdas的rrd等等,利用Arcgis创建金字塔的具体步骤见附录一。
优势:数据浏览速度加快5-10倍。
劣势:数据体积变大,文件个数变多,加载速度提升能力有限。
方法2:切割数据发布wmts瓦片服务

  通过切图工具,可以把大的tif数据切分为如下图的结构(级别和原始数据的分辨率相关):
图片2.png


其tiles文件以分级的一系列文件夹来组织,文件夹结构为顶层目录/层目录/列目录/tiles文件,图中左上角中的“world”为顶层目录,其下的子文件夹0、1、2、3、4分别存储Level0、Level1、Level2、Level3、Level4所对应的tiles,即为层目录;层目录3下面有16(0~15)个文件夹,每个文件夹储存该列所对应的tiles,即为列目录;右边显示tiles图片为第3层(Level3)目录下第9列目录中的所有tiles图片,图片的文件名为该tiles所在的行号,图片格式为png。
从上面的叙述可知,每一个tile都有对应的地理范围,并且都有相应的索引号(层、列、行)。当在三维场景里进行全球数据浏览时,可以根据视点的高低以及视域范围,确定需要调用哪一层的那些tile。
优势:浏览速度可以提高50倍以上。
劣势:切分为瓦片数据后,文件个数暴增,造成了文件碎块,拷贝、移动大幅下降。体积增加0.5倍左右。
方法3:利用LocaSpaceViewer将tif格式转换为lrp格式
LocaSpaceViewer独创了lrp格式,其原理是对数据按照瓦片结构进行切分,单个瓦片采用压缩算法进行压缩,然后以二进制流的形式把所有的瓦片文件存储到lrp文件当中,lrp自带索引文件,通过索引查询具体的瓦片数据,比普通的瓦片结构快10倍以上。同时保证了仍然只有一个文件,但浏览速度却能提高100倍以上,数据体积因为采用分瓦片压缩,体积甚至会缩小,正常的文件体积增加是-0.5到0.5倍,而且lrp格式也支持移动设备的加载浏览和离线数据包的缓存,极大的方便了用户的使用。在LocaSpaceViewer中将tif格式转化为lrp格式具体步骤见附录二。
优势:不仅可以建立金字塔结构,进行空间索引,而且能做到高压缩,加载速度超快。
劣势:目前没发现
结语
作为一款强大的三维数字地球软件,LocaSpaceViewer可以支持加载几乎所有的GIS数据格式,包括了tif和lrp格式,用户可以使用LocaSpaceViewer加载自己的tif文件,也可以在LocaSpaceViewer中将tif文件转换成lrp格式后再进行加载。

图片3.png

  使用过LocaSpaceViewer的用户可以明显感觉到用LocaSpaceViewer加载lrp文件能有效的解决大的数据量的tif格式文件的加载速度慢的问题,其优势是不言而喻的。单个lrp可以容纳1tb的数据,压缩比是1:10,就是说1个lrp可以存储10tb的tif数据容量。单张的tif文件在达到2GB以上后,在普通软件工具查看过程中是比较慢的,但是在LocaSpaceViewer中转换成lrp格式后,加载速度几乎可以达到秒加的程度,其速度之快可想而知。所以说,赶紧跟小编一起使用LocaSpaceViewer转换成lrp文件来解决tif数据加载速度慢的问题,让你的影像加载速度不再成为问题!




附录一:Arcgis创建金字塔过程
A:点击打开工具盒创建金字塔BuildPyramids
ArcToolbox->DataManagementTools->Raster->RasterProperties->BuildPyramids(单个数据)/BatchBuildPyramids(批量数据)
图片4.png


B:选择金字塔级别Pyramidlevels(可选)
金字塔等级是指建立的金字塔层级数量。默认的级别是-1,此时会构建完整的影像金字塔。金字塔最高级别可以设为29,可以根据实际情况进行设置,级别越多,需要的时间越长。
C:选择重采样方法Pyramidresampling technique(可选)
重采样的方法一般有以下三种: 双线性插值(BILINEAR)、最临近像元法(NEAREST)、三次卷积法(CUBIC)。其中最临近像元法速度最快,三次卷积速度最慢,但是重采样后图像的效果最好。
D:选择压缩方式 Pyramidcompression type (可选)
可以选择一种压缩方式或者不对金字塔进行压缩。

图片5.png






附录二:LocaSpaceViewer转换tif到lrp过程
A:打开LocaSpaceViewer,在“数据处理”菜单中,点击“影像批处理”或“地形批处理”(这里以影像数据为例)
弹出对话框,点击添加数据或添加目录,可以添加单个的影像数据或整个文件夹的多个影像数据,这里我们选择单个添加数据,将需要转换的tif格式的影像数据添加进来,LocaSpaceViewer可以做到一次性转换多个文件,如果转换单个数据就直接添加单个的数据进行转换即可。

图片6.png

可点击删除数据或删除所有,可以选择对话框中已添加的数据或全部数据进行删除。
B:开始转换影像
依次添加完成需要转换的数据后,就可以开始转换影像了,这里添加了3个tif文件进行转换成lrp格式。

图片7.png

C:浏览结果

数据转换完成后会弹出是否预览处理结果的对话框,点击是,进行预览转换结果。这里添加转换完成3个tif文件的速度非常快,仅仅几秒的时间,转换成lrp格式的多个数据结果在侧栏中的图层里可以看到,进行缩放或扩大浏览,速度都很快。
图片8.png




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发表于 2017-5-20 22:53 | 显示全部楼层
感谢楼主分享…
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发表于 2017-6-8 13:59 | 显示全部楼层
地信网论坛版规和新人指南
谢谢楼主分享了
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发表于 2017-7-7 09:10 | 显示全部楼层
学习了,谢谢楼主
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发表于 2017-7-18 14:25 | 显示全部楼层
地信网论坛发帖规范—规范发帖,方便你我他!
LocaSpaceViewer是吧?在哪里可以试用啊?
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