专利名称：基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法
技术领域：
本发明涉及地球空间信息组织、地理信息系统和遥感、通信技术领域，具体涉及一种针对广播通信系统的数据选择性接收方法。
背景技术：
当前，随着对地观测手段的不断丰富、空间信息获取能力的不断提升，人们获得的空间数据极大丰富，数据的丰富伴随着数据服务的快速发展。在空间信息服务模式中，遥感数据的分发服务是非常重要的内容之一。广播是指通过电磁波信号向一个区域内的接收端进行数据传输，信息仅在一个方向上传送，只有发送端发送信息到接收端，接收端不向发送端发送任何信息，且发送端向所有接收端传送的信息都是一样的。广播在数据分发上具有重要的价值，特别是当处理多接收端请求相同信息的情况时，广播通信体制体现出巨大的优势，但当接收端的数据需求不同时，现有的广播系统主要采用以下两种方式实现接收端的个性化数据分发:方式一，如图1所示，在信源编码和信道编码之间引入一步加密机制，而不同接收端，设置不同的解密机制，由于接收端的解密机制固定，因此接收端只能对符合自己解密机制的数据进行接收，当方式一应用于影像数据的选择性接收时，由于无法实时动态地变更解密机制使得这种选择性接收方式显得不够灵活。方式一，如图1所示，在信源编码和信道编码之间引入一步加密机制，而不同接收端，设置不同的解密机制，由于接收端的解密机制固定，因此接收端只能对符合自己解密机制的数据进行接收，因此当方式一应用于影像数据的选择性接收时，由于无法实时动态地变更解密机制使得这种选择性接收方式显得不够灵活。方式二，采用IP over DVB的方式，即为不同接收端赋予不同的IP地址，针对不同接收端的个性化数据包包头带有该接收端的IP，只有该接收端能够收到该数据包，这种方式也是一种相对固定的、与空间位置无关的方式，但是在空间信息服务中，接收端往往只需要与其地理位置相关的数据，IP over DVB的方式难以满足空间信息选择性的要求。对于以上两种方式进行分析可以看出，方式一的加密机制和方式二的IP地址均无法实现对接收端地理位置的动态跟踪，因此针对数据广播分发系统设计基于空间位置的动态、灵活的选择性接收方法具有重要的实际意义和较高的可行性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，目的是为了实现接收端对与其地理位置相关范围内的遥感影像数据进行接收；并能够实时跟踪接收端地理位置，灵活接收遥感影像数据。为达到上述目的，本发明的技术方案为:基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，包括如下步骤:步骤一:设定对遥感影像进行剖分所使用的GeoSOT网格大小；
步骤二:以步骤一所确定的GeoSOT网格对待传输影像进行剖分，得到多个影像块；每个影像块对应一个剖分面片；步骤三:利用GeoSOT编码的方法对由步骤二得到的每个剖分面片进行编码，得到每个剖分面片对应影像块的影像编码；步骤四:将剖分面片对应的影像块及影像编码组合成数据段，使用广播数据包打包方法对所述的数据段进行打包，得到广播数据包，并对广播数据包进行广播分发；步骤五:接收端使用自身空间位置的GeoSOT编码作为位置标识，使用位置标识与影像编码由高位至低位逐位进行比较，若位置标识和影像编码的某一位不同，则舍弃该广播数据包；若位置标识和编码的各个对应位相同，则获取该广播数据包。进一步地，步骤一中，设定对遥感影像进行剖分所使用的GeoSOT网格大小的方法为:根据接收端的接收能力确定剖分所使用的GeoSOT网格大小。
进一步地，上述接收端的接收能力为接收端的地理影响范围，以接收端类型确定其地理影响范围a，并将a与32级GeoSOT网格的尺度相比，找到不小于a的最小GeoSOT网格。进一步地，步骤五中，若位置标识和编码的各个对应位相同，分为如下三种情况:I)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度小于影像编码长度，则获知所述的广播数据包在接收端位置相关范围以内；2)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度大于影像编码长度，则获知所述的接收端在该广播数据包的广播范围以内；3)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度等于影像编码长度，则获知所述的广播数据包与接收端位置相关。优选地，步骤五中对接收端的位置标识的确定方法为:确定接收端的地理位置，假设步骤一中所确定的GeoSOT网格所处层级为m，则对接收端的地理位置所处的m层级的GeoSOT网格进行编码，得到接收端位置标识。优选地，步骤二为:步骤201、根据待传输影像的经纬度范围计算其最小外包经纬度矩形；步骤202、确定包含所述最小外包经纬度矩形的最小外包剖分矩形；所述最小外包剖分矩形是以所确定的GeoSOT网格为单元；步骤203、确定所述最小外包剖分矩形包含的GeoSOT剖分面片集；步骤204、对于剖分面片集，逐个计算每个剖分面片在影像中的像素坐标范围，得到每个剖分面片对应的影像块。优选地，所述的步骤三为:步骤301、确定剖分面片的定位角点的经度N和纬度E ;令i=l，m取值为所使用的GeoSOT网格的层级；n=N, e=E ；步骤302、判断i是否小于或等于m，如果是，则执行步骤302，否则，执行步骤304 ；步骤303、计算剖分面片在第i层的一维二进制编码XiYi:Xi=n^-2m_i (I)+ (2)
式(I)的余数赋值为n，式(2)的余数赋值为e，令i自增1，返回步骤302;步骤304、将剖分面片在I到m层的一维二进制编码X1Y1 XmYm顺序组合，得到该剖分面片的一维二进制编码。有益效果:1、本发明所提供的了一种基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，针对遥感影像选择合适的GeoSOT剖分网格进行剖分并编码，实现了地理信息与遥感影像数据的结合，并在接收端设置相应的位置标识，实现了接收端对与其地理位置相关范围内的遥感影像数据进行选择性的接收；2、本方法所设计的选择性接收方法能够实时动态地跟踪接收端的地理位置，从而实现灵活的按照接收端所处的地域范围对遥感影像数据进行选择性接收，实现了遥感影像的高效率传输，具有重要的实际意义。
图1为现有的广播系统加密机制示意图。图2为为基于某级GeoSOT网格进行遥感影像剖分的示意图。图3为基于GeoSOT编码的遥感影像编码生成流程。图4为接收端进行广播数据包的选择性接收流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点表述的更加清楚明白，以下结合具体实例，对本发明的具体实施方式
做详细说明。本发明的基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法是基于GeoSOT剖分和编码方案，该方案参见北京大学提出的专利申请:“一种统一现有经纬度剖分网格的方法”(公开号为CN102609525，申请日为2012年2月10日)，该专利申请公开了一种GeoSOT地理网格设计方案，用于解决全球地理空间剖分和标识问题。该方案采用全四叉树递归剖分，将地球表面空间从全球至厘米级共进行了 32级剖分，每个GeoSOT剖分层级均有其对应大小的GeoSOT剖分网格，GeoSOT剖分网格上下层级之间的面积之比是1/4。GeoSOT剖分体系见表1，表I给出了各个剖分层级的GeoSOT网格大小:表IGeoSOT网格一览表
权利要求
1.基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:设定对遥感影像进行剖分所使用的GeoSOT网格大小； 步骤二:以步骤一所确定的GeoSOT网格对待传输影像进行剖分，得到多个影像块；每个影像块对应一个剖分面片； 步骤三:利用GeoSOT编码的方法对由步骤二得到的每个剖分面片进行编码，得到每个剖分面片对应影像块的影像编码； 步骤四:将剖分面片对应的影像块及影像编码组合成数据段，使用广播数据包打包方法对所述的数据段进行打包，得到广播数据包，并对广播数据包进行广播分发； 步骤五:接收端使用自身空间位置的GeoSOT编码作为位置标识，使用位置标识与影像编码由高位至低位逐位进行比较，若位置标识和影像编码的某一位不同，则舍弃该广播数据包；若位置标识和编码的各个对应位相同，则获取该广播数据包。
2.如权利要求1所述的基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的步骤一中，设定对遥感影像进行剖分所使用的GeoSOT网格大小的方法为: 根据接收端的接收能力确定剖分所使用的GeoSOT网格大小。
3.如权利要求1所述的基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的接收端的接收能力为接收端的地理影响范围，以接收端类型确定其地理影响范围a，并将a与32级GeoSOT网格的尺度相比，找到不小于a的最小GeoSOT网格。
4.如权利要求1所述的基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的步骤五中，若位置标识和编码的各个对应位相同，分为如下三种情况: 1)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度小于影像编码长度，则获知所述的广播数据包在接收端位置相关范围以内； 2)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度大于影像编码长度，则获知所述的接收端在该广播数据包的广播范围以内； 3)位置标识与影像编码各个对应位相同，位置标识长度等于影像编码长度，则获知所述的广播数据包与接收端位置相关。
5.如权利要求1所述的一种用于遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的步骤五中对接收端的位置标识的确定方法为: 确定接收端的地理位置，假设步骤一中所确定的GeoSOT网格所处层级为m，则对接收端的地理位置所处的m层级的GeoSOT网格进行编码，得到接收端位置标识。
6.如权利要求1所述的一种用于遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的步骤二为: 步骤201、根据待传输影像的经纬度范围计算其最小外包经纬度矩形； 步骤202、确定包含所述最小外包经纬度矩形的最小外包剖分矩形；所述最小外包剖分矩形是以所确定的GeoSOT网格为单元； 步骤203、确定所述最小外包剖分矩形包含的GeoSOT剖分面片集； 步骤204、对于剖分面片集， 逐个计算每个剖分面片在影像中的像素坐标范围，得到每个剖分面片对应的影像块。
7.如权利要求1所述的一种用于遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，其特征在于，所述的步骤三为: 步骤301、确定剖分面片的定位角点的经度N和纬度E ;令i=l，m取值为所使用的GeoSOT网格的层级；n=N, e=E ； 步骤302、判断i是否小于或等于m，如果是，则执行步骤302，否则，执行步骤304 ； 步骤303、计算剖分面片在第i层的一维二进制编码XiYi:Xi=n^-2m_i (I)+ (2) 式(I)的余数赋值为n，式(2)的余数赋值为e，令i自增1，返回步骤302 ； 步骤304、将剖分面片在I到m层的一维二进制编码X1Y1 XmYm顺序组合，得到该剖分面片的一维 二进制编码。
全文摘要
本发明公开了一种基于空间位置的遥感影像数据广播分发的选择性接收方法，属于地球空间信息组织、地理信息系统和遥感、通信技术领域。本方法包括如下步骤1.设定对遥感影像进行剖分所使用的GeoSOT网格大小；2.以所确定的GeoSOT网格将待传输影像剖分为多个影像块；每个影像块对应一个剖分面片；3.利用GeoSOT编码的方法对由每个剖分面片进行编码，得到影像编码；4.将影像块及其对应的影像编码组合成数据段，打包成广播数据包并进行广播分发；5.接收端使用位置标识与影像编码由高位至低位逐位进行比较，若位置标识和编码的各个对应位相同，则获取该广播数据包，否则舍弃该广播数据包。本发明适用于广播通信系统针对遥感影像数据的选择性接收。
文档编号H04L1/00GK103167287SQ20131006605
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者程承旗, 濮国梁, 童晓冲, 陆楠 申请人:北京大学