海量紋理圖像存儲(chǔ)管理與索引研究
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【摘要】:地面激光雷達(dá)是集成數(shù)種領(lǐng)先技術(shù)手段形成的全新技術(shù)裝備,應(yīng)用在測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域被稱為三維激光掃描儀。作為空間近距離環(huán)境中獲取目標(biāo)對(duì)象精細(xì)化三維立體信息的新型手段,三維激光掃描技術(shù)具有高效、精確和不需要接觸被測(cè)對(duì)象的技術(shù)特點(diǎn),從而在古建筑保護(hù)、三維建模、特大異型精密建筑物施工測(cè)量和變形監(jiān)測(cè)等方面得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。隨著激光雷達(dá)生產(chǎn)工藝的進(jìn)步,儀器硬件和數(shù)據(jù)處理軟件升級(jí)更加快捷和高效,使三維激光技術(shù)的應(yīng)用更加方便。與此同時(shí),獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)量也隨之增加。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中,項(xiàng)目作業(yè)者為了獲取更好的數(shù)據(jù)處理結(jié)果,往往會(huì)要求增加原始數(shù)據(jù)的采集密度和精度,這些都造成數(shù)據(jù)量的急劇增加。大規(guī)模的原始數(shù)據(jù)包括點(diǎn)云和圖像等,再加上后續(xù)處理和不斷更新的數(shù)據(jù),數(shù)量龐大而且繁復(fù),相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理技術(shù)成為三維激光技術(shù)發(fā)展必須面對(duì)的問題。在項(xiàng)目生產(chǎn)中,后母戊鼎的整體和局部數(shù)碼照片采集數(shù)量就在兩千張左右,數(shù)據(jù)占用存儲(chǔ)空間在1500M左右,加上工作人員后續(xù)數(shù)據(jù)拷貝、加工和處理等過程中增加和刪除的圖像文件,文件往往被反復(fù)復(fù)制和存儲(chǔ),因此使用者不能快捷的找到滿足需求的對(duì)象文件,利用電腦單機(jī)存儲(chǔ)的文件式圖像管理技術(shù)已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)需要。因此文章從圖像存儲(chǔ)和管理技術(shù)的研究現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的文件管理方法,研究如何利用數(shù)據(jù)庫方式對(duì)圖像文件進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和文件索引構(gòu)建的相關(guān)方法與技術(shù)。文章首先分析圖像數(shù)據(jù)管理的需求,選用面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)模板庫STL和C/C++語言(支持文件操作),開發(fā)系統(tǒng)功能和界面,實(shí)現(xiàn)快速讀取圖像文件并加工為數(shù)據(jù)塊之后按字節(jié)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中BLOB類型的字段之中,并同時(shí)將圖像文件中解析獲取的相關(guān)屬性信息(時(shí)間、曝光等)存入數(shù)據(jù)表。其次分析對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫Postgre SQL和多種格式圖像文件的特點(diǎn),結(jié)合數(shù)據(jù)庫的訪問接口和數(shù)據(jù)管理機(jī)制,選定文件的存儲(chǔ)方式;參照數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和取出速度(I/O)選擇數(shù)據(jù)庫接口libpq作為本文的使用接口。最后結(jié)合建筑物三維建模圖像處理的需求,在分析常見的索引樹結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫Postgre SQL內(nèi)部的預(yù)置觸發(fā)器功能,把基于數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)文件構(gòu)建的索引樹結(jié)構(gòu)按照二維表形式存入數(shù)據(jù)庫;最后利用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)索引樹的實(shí)時(shí)更新,避免使用時(shí)軟件系統(tǒng)重復(fù)性的構(gòu)建索引樹結(jié)構(gòu)帶來的損耗。文章采用Visual Studio 2013作為試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái),在CLR(公共語言運(yùn)行庫)環(huán)境下采用C++語言進(jìn)行編程,通過Postgre SQL數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。本文作者在團(tuán)隊(duì)研發(fā)軟件LP_3D V1.0中負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā),設(shè)計(jì)并完成了圖像數(shù)據(jù)管理模塊的打開、入庫、索引構(gòu)建、位置匹配、查詢和顯示等功能。系統(tǒng)模塊的人性化交互操作設(shè)計(jì),不僅優(yōu)化了節(jié)點(diǎn)樹生成、數(shù)據(jù)更新等功能,而且可以在操作界面上顯示數(shù)據(jù)庫內(nèi)圖像的樹形索引結(jié)構(gòu),提高了索引的可讀性。通過圖像索引的樹顯示,使用單擊查詢或者框選查詢等方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)圖像的高效查詢和調(diào)用。利用本文開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處理實(shí)際項(xiàng)目中采集的數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)便捷的數(shù)據(jù)管理,驗(yàn)證圖像管理模塊的可行性,也就證明了本文研究?jī)?nèi)容的實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】:PostgreSQL 數(shù)據(jù)庫 四叉樹 圖像存儲(chǔ) 空間索引
【學(xué)位授予單位】:北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:P225
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 第1章 緒論10-15
- 1.1 研究背景及意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)12-14
- 1.3.1 研究?jī)?nèi)容12-14
- 1.3.2 研究目標(biāo)14
- 1.4 論文組織與安排14-15
- 第2章 圖像特點(diǎn)分析與信息提取15-30
- 2.1 常用的圖像文件格式與特點(diǎn)15-17
- 2.1.1 JPEG文件15
- 2.1.2 BMP文件15-16
- 2.1.3 TIFF文件16
- 2.1.4 GIF格式16
- 2.1.5 RAW格式16-17
- 2.2 圖像數(shù)據(jù)分類17-18
- 2.2.2 總圖圖像屬性17-18
- 2.2.3 分圖圖像屬性18
- 2.3 圖像信息獲取18-29
- 2.3.1 Cx Image類庫19-21
- 2.3.2 Exif說明21-22
- 2.3.3 圖像屬性信息的讀取22-23
- 2.3.4 圖像位置信息獲取23-25
- 2.3.5 MPI并行數(shù)據(jù)加速25-29
- 2.4 本章小結(jié)29-30
- 第3章 圖像的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)30-41
- 3.1 Postgre SQL數(shù)據(jù)庫介紹30-32
- 3.2 數(shù)據(jù)庫的常用訪問接口32-35
- 3.2.1 ODBC接口32-34
- 3.2.2 OLEDB接口34-35
- 3.2.3 ADO接口35
- 3.2.4 Libpq接口35
- 3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制35-40
- 3.3.1 大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式35-37
- 3.3.2 總圖圖像存儲(chǔ)與接口37-38
- 3.3.3 分圖圖像存儲(chǔ)與接口38-40
- 3.4 本章小結(jié)40-41
- 第4章 圖像數(shù)據(jù)的索引管理41-57
- 4.1 索引結(jié)構(gòu)41-45
- 4.1.1 索引樹結(jié)構(gòu)41-42
- 4.1.2 索引節(jié)點(diǎn)定義42-44
- 4.1.3 四叉樹索引44-45
- 4.2 索引建立45-48
- 4.3 索引樹存儲(chǔ)和觸發(fā)器更新48-51
- 4.3.1 樹結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)48-50
- 4.3.2 基于觸發(fā)器的索引表更新50-51
- 4.4 索引樹操作51-55
- 4.4.1 樹節(jié)點(diǎn)的查詢51-52
- 4.4.2 樹節(jié)點(diǎn)的增加52-53
- 4.4.3 樹節(jié)點(diǎn)的刪除53-54
- 4.4.4 樹路徑獲取與更新54-55
- 4.5 實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試55-56
- 4.6 本章小結(jié)56-57
- 第5章 圖像存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-72
- 5.1 總體技術(shù)路線57-58
- 5.2 系統(tǒng)環(huán)境與開發(fā)工具58-61
- 5.2.1 系統(tǒng)環(huán)境58
- 5.2.2 開發(fā)工具58-61
- 5.3 數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì)61-63
- 5.3.1 數(shù)據(jù)庫的理論概念62
- 5.3.2 實(shí)體模型設(shè)計(jì)62-63
- 5.4 數(shù)據(jù)庫實(shí)施63
- 5.5 系統(tǒng)功能與操作63-72
- 結(jié)論72-74
- 總結(jié)72-73
- 研究展望73-74
- 參考文獻(xiàn)74-78
- 附錄78-79
- 致謝79
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:海量紋理圖像存儲(chǔ)管理與索引研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):421232
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