镶嵌数据集 详细解说Word格式文档下载.docx
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镶嵌数据集修复
镶嵌数据集删除
7、影像数据分级
归档影像
原始影像
影像产品
影像专题产品
8、影像存储方式介绍
直连式存储
网络连接式存储
存储网络
分布式存储方式
9、大规模影像数据管理及应用
归档影像管理流程
原始影像管理流程
影像产品管理流程
DEM产品管理流程
影像专题产品管理流程
10、影像管理与应用实例
镶嵌数据集管理原始影像
镶嵌数据集管理DEM产品
栅格函数模板实现影像渲染
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】1、ArcGIS影像数据管理
ArcGIS在不同阶段提出了不同的影像管理方案。
ArcGIS8X利用栅格数据集(Rasterdataset)管理影像数据,ArcGIS9X利用栅格目录(Rastercatalog)进行存储,ArcGIS10增加了专业的影像管理信息模型镶嵌数据集(Mosaicdataset)。
(1)栅格数据集(RasterDataset)
ArcGIS8X提供的影像数据管理模式。
栅格数据集是ArcGIS对单景影像数据的抽象,通过栅格数据集读取和写入影像数据,访问它的元数据。
栅格数据集具有如下特征:
∙支持的影像波段数:
1~N;
∙支持的像元位数:
1bit~64bit,这些影像数据可以通过标注的影像压缩格式进行压缩;
∙支持的影像数据格式:
80多种;
∙直接读取数据的过程中,无需将其转换成ArcGIS内置的数据格式;
∙提供对金字塔的支持;
图:
栅格产品
栅格数据集工具位于DataManagementTools>
Raster>
RasterDataset。
栅格数据集工具集
(2)栅格目录(RasterCatalog)
栅格目录为ArcGIS9.3提供的影像管理工具。
利用栅格目录存储栅格数据范围,存储方式分为托管和非托管两种模式:
1)非托管
Unmanaged
∙只存储数据所在路径;
∙PersonalGDB和FileGDB中可实现,ArcSDE不支持;
∙数据操作不影响原始数据;
非托管方式管理影像数据
2)托管
Managed
∙GeoDatabase中存储整幅影像;
∙所有的GDB中都支持,包括:
personal/File/ArcsdeGDB;
∙数据操作影响原始数据;
表:
托管Managed数据管理
BJECTID
NAME
RASTER
FOOTPRINT
METADATA
……
16473
3198401a_sid
10289
16474
3198402a_sid
10290
16475
3198403a_sid
10291
16476
3198404a_sid
10292
栅格数据集工具位于DataManagementTools>
RasterCatalog。
栅格目录工具箱
(3)镶嵌数据集(MosaicDataset)
镶嵌数据集是最重要的大规模影像管理方式,这部分内容听我细细道来吧~
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】2、镶嵌数据集概述
镶嵌数据集是管理和处理大规模影像数据的数据管理模型,采用文件加数据库的存储模式。
通过数据库管理影像元数据文件及编目信息,而原始数据并未存放到数据库中,因此可快速构建镶嵌数据集管理大规模影像数据。
镶嵌数据集的实时处理能力可实现多种类型影像产品的实时构建,快速无冗余,节省工作时间与磁盘空间。
通过栅格类型(rastertype)提供对多元传感器的支持。
镶嵌数据集结构
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】3、镶嵌数据集特点
镶嵌数据集具有动态镶嵌和实时处理两大特点。
(1)动态镶嵌
影像添加到镶嵌数据集之后,将动态形成镶嵌影像,影像的空间参考也将动态更改为与镶嵌数据集一致的参考。
需要明确的是,原始影像并没有发生更改,所有的过程都是动态虚拟的。
问题小孩?
建立镶嵌数据集时该怎样选择空间参考呢?
正如上文所提,影像添加后将动态投影为镶嵌数据集的空间参考,因此在建立镶嵌数据集时,不必拘泥空间参考,可任意进行选择。
(2)实时处理
镶嵌数据集中执行的操作为实时处理过程,即无需等待时间,也不会产生中间数据。
如果想保留中间产生的结果,可以通过export导出。
通过实时处理的栅格函数,可以利用一景影像产生多个影像产品。
例如通过DEM影像,利用不同的栅格函数生产地貌晕渲图、坡度图等。
镶嵌数据集操作将在下文进行详细阐述。
DEM实时处理
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】4、镶嵌数据集支持的数据格式
镶嵌数据集通过栅格类型(RasterType)实现数据格式识别,共支持三类数据,分别为基础栅格数据、传感器影像数据以及其它数据格式。
通过“AddRasters(镶嵌数据集影像添加)”得以体现,如下图所示。
RasterType决定读取哪类影像产品,生产何种影像类型(多光谱、全色等)产品,以及应用哪类函数模板处理影像产品。
数据格式识别
(1)基础栅格数据
RasterType选项选择“RasterDataset”,通过这种方式支持基础栅格数据添加。
基础栅格数据添加
ArcGIS既能够访问以文件形式存储在磁盘或存储系统中影像数据,又能够访问ArcSDE空间数据库中存储的影像数据集。
ArcGIS10底层采用了全新的GDAL库进行栅格数据的读取,10.1中新增了更多的栅格数据格式支持,目前支持的栅格数据格式多达近70种。
除了通用栅格数据格式,例如MrSID、JP2000、JPEG、NITF、CADRG、BigTIFF、LZW/JPEG/PackBits/CCITT/RLE等TIFF压缩格式的支持,还包括4种USGS格式、6种NGA格式、10种商用软件格式支持等。
由于GDAL抽象模型的开放性,对于默认不支持读写的格式,可通过GDAL进行栅格数据格式支持扩展。
(2)传感器影像数据
RasterType选项选择传感器类型,例如IKONOS,GeoEye-1,QuickBird,SPOT5,WorldViewI/II等,通过这种方式支持传感器影像数据添加。
ArcGIS10.2新增SPOT6,DMCii,Pleiades三种传感器类型,另外,提供了中国卫星RasterType扩展,目前提供HJ1A/1BCCD、ZY1-02CPMS、ZY1-02CHRC、ZY3-CRESDA、ZY3-SASMAC五类传感器类型支持。
ArcGIS支持传感器类型见附表1ArcGIS支持传感器类型。
(3)其它数据
RasterType选项选择其它数据类型支持,包括imageservice、WCS、WMS、Table等。
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】5、镶嵌数据集描述
这部分的内容有些多而杂,不过希望你能有耐心看一遍,日后作为工作进行属性查找也是极好嘀
(1)镶嵌数据集结构
内容列表中可进行镶嵌数据集结构查看,原始的镶嵌数据集包括Boundary(边界)、Footprint(轮廓线)以及Image(影像数据)。
镶嵌数据集构成
1)轮廓线
影像轮廓线基于镶嵌数据集的空间参考,它反应的是影像在镶嵌数据集中的真实边界。
影像轮廓线基于影像添加时所选择的RasterType,如果选择的RasterType与原数据不符,则无法构建轮廓线,即无法将影像添加至镶嵌数据集中。
如下图显示的绿色边框为影像轮廓线。
我们可以更改替换影像轮廓线,也可以将其作为多边形要素导出。
影像轮廓线
2)边界
镶嵌数据集边界,如下图所示,影像外边框的粉色边界,基于影像轮廓线构建。
可以通过调整Boundary范围动态改变镶嵌数据集的整体显示。
在特定需求下,可利用已有矢量边界或行政区划替换原始镶嵌数据集边界,从而改变数据显示。
影像边界
3)影像
经过镶嵌数据集动态镶嵌后的影像数据。
可以右键Image>
LayerProperties,查看影像元数据信息,设置镶嵌方法、镶嵌算子等。
图层属性
(2)镶嵌数据集属性表
右键Footprint>
OpenAttributeTable开启镶嵌数据集属性表。
镶嵌数据集属性表
重点介绍属性表中4个比较重要的属性信息:
1)MinPS和MaxPS属性
MinPS和MaxPS定义像元大小范围。
根据该范围确定镶嵌数据集使用哪一分辨率影像数据进行显示。
选中“AddRastersToMosaicDataset”工具,“UpdateCellSizeRanges”选项或使用“CalculateCellSizeRanges”时,就会填充这些值,也可以手动编辑属性表中的值。
根据金字塔(pyramids)和图像之间的叠加来计算MinPS和MaxPS值。
MinPS定义图像的下限,因此,无法处理任何低于该值的图像请求。
默认值是
0,但可以将其设置为更大的值,以限制可以访问图像的分辨率。
如果发出低于此分辨率的请求,则请求失败,不返回图像。
MaxPS定义图像的上限,因此,无法处理任何高于该值的图像请求。
与最小像元大小的默认值不同,最大像元大小的默认值是数值较大的数。
如果发出高于此分辨率的请求,则请求失败,返回灰色图像。
2)
LowPS和HighPS
LowPS和HightPS两个字段定义了栅格数据集所包含的象元(像素)大小的实际范围,LowPS为影像真实分辨率,HightPS为影像金字塔分辨率。
(3)镶嵌数据集其它属性信息
Catolog右键镶嵌数据集>
Properties>
MosaicDatasetProperties。
属性表中提供镶嵌数据集的“默认属性”、“普通属性(包括原数据、栅格信息、影像边界等)”、“空间参考”、“元数据信息”等,这里主要描述“默认属性”中的各属性意义。
1)影像属性
∙MaximumSizeofRequests——最大请求尺度。
该属性应用于镶嵌数据集发布为影像服务。
最大行列数为每次请求产生的镶嵌影像大小。
如果增大默认行列值,将增加镶嵌影像的产生时间。
当需要打印较大影像,提高影像分辨率,可调大该值。
如果行列值太小,将无法呈现出镶嵌影像。
∙AllowedCompressionMethods——提供的压缩方法。
定义用于发送从服务器到客户端的镶嵌图像的压缩方法。
该属性影响镶嵌数据集创建影像服务的过程。
如果在局域网访问影像服务,即使数据量很大也没有问题。
但如果是在网络传输慢的广域网,应该在客户端影像服务发布前对其进行压缩,通过这种方式节省网络负载。
ArcGIS提供4种压缩选择方式,none为未进行图像压缩,LZ77为无损压缩,JPEG与LERC为有损压缩。
o
None—没有对影像进行压缩。
影像未经过压缩可以保证最好的影像质量,同时也占用最多的网络带宽。
LZ77—一种无损压缩方法,推荐用于具有相似像素的影像,例如扫描图、分类图等。
JPEG—高效的压缩方法,该方法通常可以压缩成像的约3〜8倍,影像质量损失较小。
当选择JPEG方法时,可以编辑输入压缩尺度(0~100)。
如值设为80,则倾向于保持图像质量的同时,可提供约8倍压缩。
针对栅格影像数据,可设置为25,以提高访问速度。
LERC—一种有效的有损压缩方法,建议应用于具有较大像素位数的影像,如浮动型,32位,16位或12位的数据。
选择这种方法时,需要指定质量值,它代表的是适用每个像素(非影像平均值)的最大误差值。
该值与镶嵌数据集的单位对应。
例如,如果误差值为10厘米,镶嵌数据集是以米为单位,则输入0.1。
当压缩浮点数据时,LERC的压缩率与效率都会优于LZ775〜10倍。
当压缩整数数据时,如果误差值限定在0.99之内,则认为其为无损压缩方式。
∙DefaultResamplingMethod—默认重采样方法。
最邻近采样方法(nearestneighbor)可以得到最为精准的辐射线测定值,这种采样方法处理速度快,但容易造成影像边缘锯齿;
双线性插值法(Bilinearinterpolation)提供了更流畅的画面,但可能会导致一些过平滑现象。
立方卷积法(Cubicconvolution)几何精度更高,但略慢于双线性插值。
多数值法(Majority)是最适用于离散数据。
∙MaximumNumberOfRastersPerMosaic—镶嵌数据集最大影像显示数量。
默认值为20,可根据需要调整显示影像数量。
∙CellSizeToleranceFactor—单元尺寸公差因子。
用于控制镶嵌数据集中不同像素大小的数据组成,如镶嵌或接边线生成。
因子为0.1代表LowPS为最低分辨率像素的10倍。
因此应大于等于0.0。
∙AllowedMosaicMethods—允许的镶嵌方法。
可以选择一种或多种镶嵌方法,用户可以从镶嵌方法集中选择使用的镶嵌方法。
默认的镶嵌方法为North-West方法。
ClosesttoCenter—最邻近中心法。
选择中心最接近镶嵌数据集视图中心的影像作为显示影像。
ClosesttoNadir—最邻近星下点法。
选择遥感星下点最接近镶嵌数据集视图中心的影像作为显示影像。
这与最邻近中心法类似,但可以通过这种方法剔除倾斜影像。
ClosesttoViewpoint—最邻近观测点法。
通过观测点工具测算出的最佳观测点与星下点位置进行影像选择。
ByAttribute—属性选择方法。
通过定义的元数据属性值进行影像选择。
North-West—北-西方法。
中心位于视图中心西北部的影像作为显示影像。
Seamline—接边线方法。
利用生成的接边线进行影像镶嵌。
LockRaster—锁定栅格法。
通过ObjectID锁定影像数据。
None—不选择任何方法。
通过镶嵌数据集默认的顺序进行影像显示(ObjectID)。
注:
几种镶嵌方法最终显示的镶嵌结果受到Zorder属性的限制,这几种方法为ClosestToCenter,North-West,ByAttribute,ClosestToNadir,以及ClosestToViewpoint。
如果选择这几种镶嵌方法,通过根据影像的Zorder进行排序显示。
Zorder小的影像排在上面,值大的影像排在下面。
∙DefaultSortingOrder—默认存储顺序。
控制镶嵌方法制约下的影像顺序显示。
选择“Ascending”,则影像显示顺序同镶嵌方法设置。
选择“Descending”,显示顺序相反。
∙DefaultMosaicOperator—默认镶嵌算子,重叠像元的处理方法。
默认算子为First。
First—“第一个”方法。
根据镶嵌列表中的第一个栅格数据集确定像素值。
首先考虑现有的栅格数据集。
Last—“最后一个”方法根据叠置的最后一个栅格数据集确定像素值。
这是可用的最快镶嵌方法,也是默认设置。
Max—“最大值”方法根据两个叠置的栅格数据集确定较高的像素值。
Mean—“平均值”方法根据两个叠置的栅格数据集确定平均像素值。
Blend—“羽化”方法。
根据边缘重叠区域的混合像元进行影像镶嵌,缺省情况下,边缘被定义为每个栅格影像的轮廓或接缝线。
∙BlendWidth—羽化宽度。
当选择镶嵌算子为“blend”时,需要设定边缘像素距离进行羽化镶嵌,像素距离为当前显示尺度值。
羽化值将会沿着边缘对分,如设置羽化值为40,则20将作为羽化距离应用在轮廓线以内,另外的20作用在轮廓线以外。
生成接边线后,接边线表中的羽化宽度和类型将被重置。
∙ViewpointSettings—当选择“Viewpointmosaic”镶嵌方法时应用到该设置。
∙AlwaysClipTheRasterToItsFootprint—是否通过轮廓线进行影像裁剪。
∙FootprintsMayContainNoData—轮廓线是否包含无效值。
选择Yes,则包含无效值。
选择No,则会从重叠影像中选择有效值数据。
∙AlwaysClipTheMosaicDatasetToItsBoundary—是否通过边界进行影像裁剪。
选择Yes,根据边界线几何形状进行裁剪。
选择No,根据边界线外接矩形进行裁剪。
∙ApplyColorCorrection—应用色彩校正。
如果利用“ClosesttoViewpoint”镶嵌方法,选择Yes进行影像色彩校正显示。
∙MinimumPixelContribution—定义最小像素贡献公差。
这个值定义了感兴趣区域内(重叠区域)的镶嵌数据集条目需要具备的最小像素值,也就是说,最少包含几个像素值可以算作感兴趣区域的镶嵌影像以进行显示。
默认值是1。
如果该值太大,将会导致镶嵌数据集产生空白。
该属性值适用于“AlwaysClipTheRasterToItsFootprint”选择“Yes”,FootprintsMayContainNoData选择“No”。
当重叠区域有较多影像时该属性值可以发挥作用。
(2)编目属性
∙RasterMetadataLevel—定义从服务器端到客户端元数据的传输量。
如果有大量的元数据将会影响传输时间。
Full—将会传输基础栅格信息及函数处理链。
默认为Full。
Basic—基础栅格信息,如行列数,像元大小,空间参考信息。
None—不传输元数据。
∙MaximumNumberOfRecordsReturnedPerRequest—当查看已发布为影像服务的镶嵌数据集时,限制返回的记录数量。
∙AllowedFields—镶嵌数据集发布时,定义属性表的可视范围。
∙Time—如果镶嵌数据集具有时间属性,默认开启图层时间属性。
∙GeographicCoordinateSystemTransformation—如果镶嵌数据集的空间参考与原数据的空间参考基于不同的球体,需要指定一个特定的地理变换。
(3)下载属性
∙Maximumnumberofitemsdownloadableperrequest—客户端从影像服务中下载影像的最大数量。
如果设置为0,则无法下载。
小贴士:
什么是遥感星下点?
遥感中星下点指的是人造地球卫星在地面的投影点(或卫星和地心连线与地面的交点),用地理经、纬度表示。
当卫星在星下点进行摄像时,影像的几何畸变最小。
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】6、镶嵌数据集操作
镶嵌数据集的完整操作过程如下图所示,接下来将针对各操作步骤进行详细描述。
镶嵌数据集操作流程
(1)数据预处理
影像的统计值和金字塔决定了镶嵌数据集的显示速度与可视化效果。
利用“BuildPyramidsandStatistics”工具构建金字塔与计算统计值。
该工具可以批量处理文件夹中的影像数据。
打开“BuildPyramidsandStatistics”工具,工具位于
DataManagement>
Raster>
RasterProperties
工具箱。
(2)建立镶嵌数据集
镶嵌数据集的建立有两种途径:
途径一:
DataManagementTools>
CreateMosaicDataset;
途径二:
Catalog中右键FileGeodatabase-New-MosaicDataset;
参数设置:
MosaicDatasetName:
填写镶嵌数据集名称;
CoordinateSystem:
选择镶嵌数据集参考