编程实现BIPBSQBIL三种格式转换详解.docx
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编程实现BIPBSQBIL三种格式转换详解
编程实现BIP、BSQ、BIL三种格式转换
一、实验目的
理解遥感图像BIP、BIL、BSQ三种格式数据的组织方式，以及它们互相转换原理和方法。
二、实验原理
ENVI栅格图像文件，是以字节数据为单位，再按照指定顺序组织、排列而成，具体有如下三种方式：
1.BIP（像元波段交叉式）:
以一对像元为基本单位进行记录;
2.BIL（波段按行交叉格式）:
按照扫描行为单位各波段同一扫描行数据依次记录,图像按顺序第一个像元所有的波段，接着是第二个像元的所有波段，然后是第三个像元的所有波段，等等,直到像元总数为止;
3.BSQ（波段顺序格式）:
以波段为单位，每波段所有扫描行依次记录,每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。
所以实现三种格式的转换，实际上是对图像字节进行重新排序。
三、实验思路
四、实验步骤
1．新建项目文件：
本实验选用的语言是C#，开发工具是VisualStudio2010，通过“文件—新建—项目—C#—Windows窗体应用程序”,命名“格式转换”即可；
2．编写代码：
通过实验思路的流程图，我们确定代码也应该分这三个功能来写，对应可以组织为三个大方法，再细分，调用即可。
（1）.编写读取头文件代码：
ENVI中栅格图像被分为两个文件存储，一个“.HDR”头文件和一个数据文件，头文件存储了图像描述信息，它是一个文本文件，我们可以用System.IO.SreamReader字符读取流按行读取，再用字符串匹配方法，以读取字段的方式获取图像的行数、列数、波段数、基本数据类型，即可，具体代码可见后文代码附录；
（2）.编写数据读取数据文件代码：
图像数据组织方式有BIP、BIL、BSQ三种，那么对应的也应该有三个方法按照行、列、波段交叉顺序对图像字节数据进行读取，具体代码见后文；
（3）.编写字节数据重排列存储代码：
在读取了图像数据文件后，可以通过FileStream类按照目标类型格式文件组织顺序，把字节数据写入到文件中保存即可，具体代码见后文。
3.编译与调试：
通过用预先知道内部字节数据的实验文件，进行测试，辅助断点调试，可排除一般问题，接着编译生成目标程序；
4.运行程序查看结果：
通过对多种格式、多种基本数据类型、多种像素大小的文件进行多种方式转换，再利用ENVI打开两个图像查看是否一样，再辅以“Link”功能看同一像素点值是否相同，这样可以深层确定转换的正确性。
五、结果与分析
1.结果
程序运行界面
转换后结果
2.分析总结
（1）.读取头文件时，不能通过各字段的现有位，按位读取，应该按行读取，再利用字符串匹配方式，找到指定字段，这样避免字段位变化时读取出错误信息；
（2）.再读取数据文件和写入存储时，应该要以基本数据类型长度个字节为单位进行，不能单纯的以一个字节操作，不然会不具有普遍性，遇到以“int、float”为基本类型的文件时，就会出错；
（3）.要想节省代码，可先将各种格式数据读取存储为一种格式字节数组中，再从这个格式往其他格式进行转换，这样可以节省不少工作量，但是引入了中间数组，耗费了内存。
六、源代码附录
1.读取头文件信息
///
/// 读取头文件信息
///
/// 头文件路径和名称
/// 像素列数
/// 像素行数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 文件组织格式
/// 返回是否读取成功
public static bool ReadHDR（String strFileName,out int iColumnsCount,out int iLinesCount,out int iBandsCount,out int iType,out String strInterLeave）
{
bool blnSuccess = false;
iColumnsCount = -1;
iLinesCount = -1;
iBandsCount = -1;
iType = -1;
strInterLeave = "";
//初始化各个变量
StreamReader hdrfile=null;
try
{
hdrfile = new StreamReader（strFileName）;
string content="";
while（hdrfile.EndOfStream!
=true）
{//获取像素列数
content = hdrfile.ReadLine（）;
if（content.Contains（"samples"））
{
String samples = content.Substring（content.IndexOf（"="） + 1, content.Length - content.IndexOf（"="） -1）.Trim（）;
iColumnsCount = Convert.ToInt32（samples）;
System.Console.WriteLine（samples）;
break;
}
}
while （hdrfile.EndOfStream !
= true）
{//获取像素行数
content = hdrfile.ReadLine（）;
if （content.Contains（"lines"））
{
String lines = content.Substring（content.IndexOf（"="） + 1, content.Length - content.IndexOf（"="） - 1）.Trim（）;
iLinesCount = Convert.ToInt32（lines）;
System.Console.WriteLine（lines）;
break;
}
}
while （hdrfile.EndOfStream !
= true）
{//获取波段个数
content = hdrfile.ReadLine（）;
if （content.Contains（"bands"））
{
String bands = content.Substring（content.IndexOf（"="） + 1, content.Length - content.IndexOf（"="） - 1）.Trim（）;
iBandsCount = Convert.ToInt32（bands）;
System.Console.WriteLine（bands）;
break;
}
}
while （hdrfile.EndOfStream !
= true）
{ //获取数据种类
content = hdrfile.ReadLine（）;
if （content.Contains（"data type"））
{
String type = content.Substring（content.IndexOf（"="） + 1, content.Length - content.IndexOf（"="） - 1）.Trim（）;
iType = Convert.ToInt32（type）;
System.Console.WriteLine（type）;
break;
}
}
while （hdrfile.EndOfStream !
= true）
{ //获取数据解译方式
content = hdrfile.ReadLine（）;
if （content.Contains（"interleave"））
{
String interleve = content.Substring（content.IndexOf（"="） + 1, content.Length - content.IndexOf（"="） - 1）.Trim（）;
strInterLeave = interleve;
System.Console.WriteLine（interleve）;
blnSuccess = true;
break;
}
}
}
catch
{//读取失败
hdrfile.Close（）;
hdrfile.Dispose（）;
return false;
}
hdrfile.Close（）;
hdrfile.Dispose（）;
//关闭文件流，释放内存
return blnSuccess;
}
2.读取数据文件进行转换存储
///
/// bip转换为bsq
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BipToBsq（string strInputFile,string strOutputFile,int pixComCounts,int pixLineCounts,int bands,int type）
{
bool blnSuccess = true;
FileStream inputF = new FileStream（strInputFile, FileMode.Open）;
FileStream outputF = new FileStream（strOutputFile, FileMode.CreateNew）;
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if （totalsize !
= inputF.Length）
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0, bt;
while （（bt = inputF.ReadByte（）） > -1）
{//读取出全部字节数据，存储在数组中
bts[num] = （byte）bt;
num++;
}
for （int bandnum = 0; bandnum < bands; bandnum++）
{//读取波段写入
for （int row = 0; row < pixLineCounts; row++）
{//按行写入
for （int columnum = 0; columnum < pixComCounts; columnum++）
{ //读取列写入
int startpos = pixComCounts * type * bands * row + columnum * type * bands + bandnum * type;
for （int typenum = 0; typenum < type; typenum++）
{//读取数据基本单元类型输入数据
outputF.WriteByte（bts[startpos + typenum]）;
}
}
}
}
outputF.Flush（）;//保存缓存文件
outputF.Close（）;//关闭撤销变量文件
outputF.Dispose（）;
inputF.Close（）;
inputF.Dispose（）;
return blnSuccess;
}
///
/// bsq转换为bil
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BsqToBil（string strInputFile, string strOutputFile, int pixComCounts, int pixLineCounts, int bands, int type）
{
bool blnSuccess = true;
FileStream inputF = new FileStream（strInputFile, FileMode.Open）;
FileStream outputF = new FileStream（strOutputFile, FileMode.CreateNew）;
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if（totalsize!
=inputF.Length）
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0,bt;
while（（bt=inputF.ReadByte（））>-1）
{//读取出全部字节数据，存储在数组中
bts[num] = （byte）bt;
num++;
}
for （int row = 0; row < pixLineCounts; row++）
{//按行写入数据
for （int bandnum = 0; bandnum < bands;bandnum++）
{//按波段写入数据
int startpos = pixComCounts * pixLineCounts * type * bandnum+row*pixComCounts*type;
for （int columnum = 0; columnum < pixComCounts; columnum++）
{ //写入没一列数据
for （int typenum = 0; typenum {//按数据基本单元类型输入数据
outputF.WriteByte（bts[startpos + columnum*type+typenum]）;
}
}
}
}
outputF.Flush（）;//保存缓存文件
outputF.Close（）;//关闭撤销变量文件
outputF.Dispose（）;
inputF.Close（）;
inputF.Dispose（）;
return blnSuccess;
}
///
/// bil转换为bip
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BilToBip（string strInputFile, string strOutputFile, int pixComCounts, int pixLineCounts, int bands, int type）
{
bool blnSuccess = true;
FileStream inputF = new FileStream（strInputFile, FileMode.Open）;
FileStream outputF = new FileStream（strOutputFile, FileMode.CreateNew）;
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if （totalsize !
= inputF.Length）
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0, bt;
while （（bt = inputF.ReadByte（）） > -1）
{//读取出全部字节数据，存储在数组中
bts[num] = （byte）bt;
num++;
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