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海量多文件存储模式的CNSDTF-DEM数据转换方法研究

2022-12-15 来源:客趣旅游网
第35卷第2期 华北水利水电大学学报(自然科学版) Vo1.35 No.2 2014年4月 Journal of Noah China University of Water Resources and Electric Power(Natural Science Edition) Apr.2014 DOI:10.3969/j.issn.1002—5634.2014.02.019 海量多文件存储模式的CNSDTF-DEM 数据转换方法研究 王小东 ,付 宇 ,戴福初 (1.华北水利水电大学,河南郑州450045;2.河南经贸职业学院,河南郑州450053) 摘要:区域高精度CNSDTF.DEM数据的多文件存储模式方便了数据的管理与共享,增加了数据使用的灵活性,但 同时也增加了DEM数据使用时数据转换与合并的开销.针对西南某地区应用多文件模式存储的海量CNS- DTF.DEM数据作为水库塌岸预测与评价时所带来的格式转换与数据合并的问题展开研究,分析CNSDTF- DEM数据与USGS.DEM数据的存储结构,采用c#程序设计语言实现了海量CNSDTF—DEM数据向USGS- DEM数据的自动批量转换,并在ArcGIS软件平台下采用VBA宏语言将USGS—DEM数据批量转换为可直 接读取的img格式的数据,为区域高分辨率DEM数据的应用提供了便利. 关键词:海量数据;多文件存储模式;CNSDTF—DEM;USGS—DEM;数据转换 中图分类号:1>283.7 文献标识码:A 文章编号:1002—5634(2014)O2—008l—O4 CNSDTF.DEM是基于CNSDTF的DEM数据格 GIS软件平台上进行操作和分析. 式,为我国DEM数据的共享和应用提供了便利.但 CNSDTF格式的DEM不能直接应用于ArcGIS软件 1 两种DEM数据结构 平台上进行空间分析,一些文献就该格式转换为Arc— 1.1 CNSDTF-DEM数据结构 GIS软件平台支持下的USGS.DEM格式或Grid格式 CNSDTF格式的DEM数据采用纯文本的存储 等做了较详细的论述 ,但是这些方法多针对小范 方式,主要包括文件头和数据实体两部分的内容,文 围、单一DEM数据,数据量小,便于操作和修改. 件头部分包含12行信息,分别定义了数据的版本、 随着遥感技术的发展,采用航空影像立体像对 坐标单位、方向角、压缩方法、左上角点坐标值、行列 提取DEM(Digital Elevation Mode1)变得越来越普 号、 方向间距、y方向间距以及高程放大倍率等信 遍,其优点是获取周期短,适于大范围、大批量的数 息 .文中所获取的CNSDTF—DEM格式的文件头信 据获取 .笔者在西南某地区高山峡谷地带进行 息具体含义如下. 水库塌岸预测和评价时,获得了大范围、高分辨率 DataMark:格网数据交换格式(CNSDTF-RAS或 DEM.但获取的DEM为CNSDTF格式的数据,分辨 CNSDTF.DEM)的标志,基本部分,不可缺省;Ver- 率为2.5 m,为ASCII多文件形式存储的文本格式, sion:空间数据交换格式的版本号,基本部分,不可 共包括5 020个文件,每个文件中数据的行数和列 缺省;Unit:坐标单位,K表示公里,M表示米,D表 数均为418,总数据量达到6.36 G.面对如此大数据 示以度为单位的经纬度,S表示以度分秒表示的经 量且以多文件模式存储的DEM数据,传统的数据格 纬度(此时坐标格式为DDDMMSS.SSSS,DDD为度, 式转换方法已不能胜任,笔者采用C#程序设计语 MM为分,SS.SSSS为秒),基本部分,不可缺省;A1- 言,结合VBA宏代码,实现了数据的批量转换和导 pha:方向角,基本部分,不可缺省;Compress:压缩方 人,并将分块的DEM数据合并,使之更易于在Arc- 法,0表示不压缩,1表示游程编码,基本部分,不可 收稿日期:2013—09—10 基金项目:华北水利水电学院高层次人才科研启动项目(201201). 作者简介:王小东(198O一),男,河南辉县人,讲师,博士,主要从事GIS、滑坡、水库塌岸等方面的研究 第35卷第2期 王小东,等: 海量多文件存储模式的CNSDTF.DEM数据转换方法研究 83 件十分耗时费力的工作.因此,基于ArcGIS软件平 台,运用其内嵌的VBA宏语言开发了一段将USGS. DEM格式文件批量转换为img格式的代码.img格 式是一种常用的遥感图像格式,在遥感图像处理软 件中应用较多 ],同样在ArcGIS软件平台下该格式 数据也可直接进行读取和显示.因此通过CNSDTF- DEM向USGS.DEM的批量转化,再由USGS.DEM 批量转化为img格式数据即可实现在ArcGIS软件 平台上的可视化显示. 3数据转换的程序实现 通过对两种格式数据的分析与比较,数据转换 的流程变得十分清晰,因此,只要将以上分析过程转 化为代码语言即可.该过程包含两段代码,一是通过 C#代码实现CNSDTF.DEM数据向USGS.DEM数据 的转换;二是通过ArcGIS内嵌的VBA宏语言实现 USGS-DEM向img格式转换. 3.1 CNSDTF-DEM向USGS-DEM的转化 CNSDTF—DEM数据向USGS-DEM数据的转化 过程体现在两个方面,一是由源文件文件头信息构 造目标文件文件头信息,二是由源文件实体部分构 造目标文件实体部分.在程序代码中同样体现在这 两个方面,关键代码如下 . //构造USGS.DEM的文件头 sr.WriteLine(”ncols”+””+fileHeadList[9]); sr.WriteLine(”nrows”+””+fileHeadList[10]); sr.WriteLine(”xllcorner”+””+fileHeadList[5]); //将CNSDTF.DEM的左上角点y坐标值沿y轴方 向向下平移 Double y=Convert.ToDouble(fileHeadList[6])一 Convert.ToDouble(fileHeadList[10]) 2.5; string strY=Y.ToString(); sr.WriteLine(”yllcorner”+””+strY); sr.WriteLine(”cellsize”+””+fileHeadList[7]); sr.WriteLine(”NODATA—value一99999”); //构造数据实体部分 while((1ine=reader.ReadLine())!=nul1) 1 tmpLine=null; linecount++: if(1inecount>11) { string[]splitline=line.Split(new char[]{fl}); foreach(string tmpStr in splitline) { if(tmpStr.Trim()!=””) { if(tmpStr==”一99999”) { tmpLine=tmpLine+tmpStr+””: } else { //根据高程放大倍率缩小高程值 tmpLine=tmpLine+ Convert.ToDouble(tmpStr)/lO00.0+””; } } } sr.WriteLine(tmpLine); } } 3.2 USGS-DEM向img格式的转化 为实现USGS-DEM向img格式转化达到DEM 数据可视化和合并的效果,在ArcGIS软件平台上编 写VBA代码,构造无参数无返回值的过程函数Con. vertTolmage,在该函数中完成这一转化过程主要通 过ArcObjects组件中的IRasterImportOp接El提供的 Imp0rtFr0mAscII方法.关键代码如下. ‘定义IRasterImp0nOp接口变量pRasterImportOp Dim pRasterlmportOp As IRasterlmportOp Dim pRasterlmportOp As IRasterImp0rtOp Set pRasterImp0nOp=New RasterConVersi0n0p ‘定义IWorkspace接口类型工作空间 Dim pRasterWS As IWorkspace Dim pRasterWSFact As IWorkspaceFaetory Set pRasterWSFact:New RasterWorkspaceFactory Set pRasterWS pRasterWSFact.OpenFromFile(”E:\ xldGrid”,0) ‘定义IRasterDataset接口栅格数据集 Dim pRasOut As IRasterDataset ‘定义栅格数据名称 Dim rasterName As String ‘定义输入的ARSII文件名称 Dim InAsciiFile As String ‘逋过For循环读取源文件中的ASCII文件,通过 ImportFromASCII方法转化为img格式 For 1Ctr=0 To UBound(sFiles) InAsciiFile=path+”\.1+sFiles(1Ctr) rasterName=”R”+Mid(sFiles(1Ctr),1,4)+ 84 华北水利水电大学学报(自然科学版) 2014年4月 Mid(sFiles(1Ctr),6,3) Set pRasOut=pRasterImp0nOp.ImportFr0mASCII( InAsciiFile,pRasterWS,rasterName,”IMAGINE 4结语 所提出的CNSDTF.DEM数据转换方法简单快 捷,涉及的程序代码简洁,移植性好,为海量多文件 数据的数据转换方法提供了思路和借鉴,为CNS- DTF格式的DEM数据共享和使用提供了便利,具有 一Image”,True) Next 3.3数据转换与合并的结果 通过对CNSDTF DEM和USGS.DEM两种数据 格式的分析和对比,采用C}}编码的方式实现了 5 020个文件共6.36 G数据的批量转换,并通过 定的推广意义. ArcGIS软件平台内嵌的VBA宏将USGS—DEM格式 的数据再次批量转换为img格式,实现了数据的批 量化导入与可视化展示,大大节约了人为操作的时 参 考 文 献 [1]王艳东,龚健雅,黄俊韬,等.基于中国地球空间数据交 换格式的数据转换方法[J].测绘学报,2000,29(2): 142一l48. 间,提高了数据处理的效率.5 020幅img格式的栅 格DEM数据通过ArcGIS软件平台下“Mosaic”工具 [2]张辉.NSDTF-DEM转换为USGS・DEM方法[J].中国科 技财富,2008(9):113. 镶嵌融合生成区域整体DEM数据,如图3所示. N [3]夏涛,杨武年,刘汉湖,等.利用ASTER立体像对提取相 对DEM及正射影像地图制作[J].测绘科学,2007,32 (3):144—145. [4]汤国安,刘学军,间国年.数字高程模型及地学分析的 原理与方法[M].北京:科学出版社,2005. [5]王广杰,何政伟,仇文侠,等.ASTER立体像对提取玛尔 挡坝区DEM及精度评价[J].测绘科学,2009,34(3): 94—96. [6]李山山,彭嫂.3种常用DEM格式自动化互换的初探 [J].测绘与空间地理信息,2008,31(3):6—11. [7]邢超,李斌.AreGIS学习指南:ArcToolbox[M].北京:科 学出版社,2010:154—155. [8]朱政,刘仁义,刘南.Img图像数据格式分析及超大数据 量快速读取方法[J].计算机应用研究,2003(8):60 —61. 图3栅格数据合并后的结果 [9]张立.c#程序设计[M].北京:清华大学出版社,2008. Study on Transformation Method of Mass CNSDTF・-DEM Data Stored by Multi・・ile Storage Mode fWANG Xiao.dong。FU Yu ,DAI Fu.chu ,(1.North China University of Water Resources and Electric Power,Zhengzhou 450045,China; 2.Henan Economy and Trade Vocational College,Zhengzhou 450053,China) Abstract:The multi-file storage mode of regional high—resolution CNSDTF—DEM facilitated data management and sharing,and in— creased the flexibility of application,but it also increased the cost of data transformation and mosaic.In a certain project in southwest China,there were mass CNSDTF-DEM data stored with multi—ile stforage mode which applied tO the prediction and assessment of reser- voir bank collapse,SO there existed an issue about the file format conversion and data merging.To solve the issue,on the basis of the analysis of storage structures of CNSDTF・DEM data and USGS-DEM data.a batch conversion program using C#language was designed to transform CNSDTF-DEM data to USGS-DEM data,and another batch conversion program using VBA macro language was also de— signed to transform USGS—DEM to.img format which could be directly read and display on the ArcGIS software platform,which facilita— ted the application of regional high—resolution DEM. Key words:mass data;multi-file storage;CNSDTF-DEM;USGS—DEM;data transformation (责任编辑:乔翠平) 

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