影像數(shù)據(jù)處理

1、中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心影像數(shù)據(jù)處理 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 2講解內(nèi)容n 影像的配準操作影像的配準操作n 影像基本處理和分割影像基本處理和分割n 影像拼接影像拼接n 影像入庫和管理影像入庫和管理n 影像數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換影像數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 3一.影像的配準基本原理地理配準的基本過程地理配準的基本過程是在柵格圖像中選取一定數(shù)據(jù)的是在柵格圖像中選取一定數(shù)據(jù)的控制點控制點，將它們的坐標指定為矢量數(shù)據(jù)中對應(yīng)點的，將它們的坐標指定為矢量數(shù)據(jù)中對應(yīng)點的

2、坐標（在空間數(shù)據(jù)中，這些點的坐標是已知的，坐坐標（在空間數(shù)據(jù)中，這些點的坐標是已知的，坐標系統(tǒng)為地圖坐標系）標系統(tǒng)為地圖坐標系）配準中我們需要知道一些特殊點的坐標，即控制點。配準中我們需要知道一些特殊點的坐標，即控制點?？刂泣c的選?。嚎刂泣c可以是經(jīng)緯控制點的選取：控制點可以是經(jīng)緯 線網(wǎng)格的交點、公線網(wǎng)格的交點、公里網(wǎng)格的交點或者一些典型地物的坐標。里網(wǎng)格的交點或者一些典型地物的坐標。控制點的坐標：如果我們知道這些點在我們矢量坐標控制點的坐標：如果我們知道這些點在我們矢量坐標系內(nèi)坐標，系內(nèi)坐標， 則直接輸入控制點的坐標值則直接輸入控制點的坐標值; ;如果不知道它們的坐標，則可以采用間接方法獲取如

3、果不知道它們的坐標，則可以采用間接方法獲取從矢量數(shù)據(jù)中選取。從矢量數(shù)據(jù)中選取。 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 4選取控制點控制點的數(shù)目取決于 你打算使用哪一種數(shù)學(xué)方法來實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)換. 但是，過多的控制點并不一定能夠保證高精度的配準 。要盡可能使控制點均勻分布于整個格格圖像，而不是只在圖像的某個較小區(qū)域選擇控制點，。最少三個點。通常,先在圖像的四個角選擇4個控制點，然后在中間的位置有規(guī)律地選擇一些控制點能得到較好的效果。 重點影像坐標和地圖坐標系不同重點影像坐標和地圖坐標系不同數(shù)據(jù)：3pzppp.jpg中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)

4、研究所教育中心Page 5配準要求為平面1、打開ArcMap，增加地理配準工具條 2、打開影像圖ppp.jpg 找控制點，這里去圖框的三個點（先配對角）126, 52 -左上（500000，5763444.76497728）126.25，51.833333333 -右下（517233.466983948，5744929.71472506）126, 51.833333333 左下(500000, 5744900.15479306)3、加載影像，左鍵點擊影像左下點，右鍵輸入對應(yīng)控制點,輸入對角，再是左上，最后更新配準，4 4、更新影像坐標系統(tǒng)和地圖一致，需要投影變換的就投影，、更新影像坐標系統(tǒng)和地

5、圖一致，需要投影變換的就投影，操作：操作：10/10/配準過程配準過程.exe中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 6配準后文件分析ppp.jgw是配準文件 RRD是金子塔信息AUX，是一個用來保存柵格文件自身不能保存的輔助信息的文件，它與柵格文件一起存在同一目錄中，文件名與柵格文件一致。Jgw內(nèi)容含義:0.00012406834121720073 X-Scale(一個像元的每一個刪格點多少米) -7.9083546378922614e-007 X方向旋轉(zhuǎn)角-1.0831794831270474e-006 Y方向旋轉(zhuǎn)角度-7.7157884865725716

6、e-005 Y-Scale(一個像元的每一個刪格點多少米) 125.98443126748765 左上角X坐標52.016893994951666 左上角Y坐標中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 7手工配置寫jgw已知影像的寬度w,高度h，矩形配置范圍為最?。簒1,y1,最大：x2,y2 Jgw文件內(nèi)容：(X2-x1)/w 第一行00(Y1-y2)/h 是負值X1y2中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 8二.影像基本處理和分割基本處理n Flip（翻轉(zhuǎn)）n Mirror（左右翻轉(zhuǎn),鏡像）n Rescale（重設(shè)比例）n

7、 Rotate（旋轉(zhuǎn)）n Shift（平移）n Warp（扭曲）1.投影柵格中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 9Flip（翻轉(zhuǎn)） 數(shù)據(jù)格式可以自己輸出tif，img，grid（無擴展名），會輸出4個文件，第一個是主文件，其他只有一個波段，多波段，又叫多光譜，是指對地物輻射中多個單波段的攝取。得到的影象數(shù)據(jù)中會有多個波段的光譜信息。對各個不同的波段分別賦予RGB顏色將得到彩色影象 數(shù)據(jù)：3clipg-48-111-14.jpg中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 10結(jié)果中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)

8、研究所教育中心Page 11Mirror（左右翻轉(zhuǎn)，鏡像）中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 12Rescale（放大縮?。┮宰笙陆菫槠鹗键c左下角為起始點，進行放縮，系數(shù)大于1是放大，小于1縮小中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 13Rotate（旋轉(zhuǎn)）以度為單位順時針中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 14Shift（平移）中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 15Warp（扭曲） 按照對應(yīng)控制的點關(guān)系，進行變形，只有一個控制點就是平移，可以用

9、于配準等原始點：0,0 2545.00,-1873后來的632549.661363,2762186.585641638735.131629,2762066.197329632549.523511,2757508.067476數(shù)據(jù):3warpg48.jpg中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 16影像的投影變換 影像的投影變換，理論上使用Project Raster，目前9.3有Bug,方法是在arcmap加載數(shù)據(jù)，設(shè)置地圖窗口的坐標系統(tǒng)，后右鍵轉(zhuǎn)出， 在ArcCatalog中定義坐標系(對grid格式的Krasovsky_1940_Transverse_Me

10、rcator文件無法定義，方法是轉(zhuǎn)為其他格式） 操作見：3影像投影.exe中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 17影像分割影像切割有以下方法：n Extract by Mask（按掩膜提?。﹏ Extract by Points（用點提?。﹏ Extract by Polygon（多邊形提取)n Extract by Circle（按圓形區(qū)域提取)n Extract by Rectangle(用矩形提取) 矩形切割n Data Management Tools-Clip 矩形切割5-6都是矩形，要輸入矩形范圍2-3需要輸入點的坐標4是Circle，要輸入圓

11、心（x，y）和半徑Inside是內(nèi)部 ，outside是外部中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 18按掩膜提取-Extract by Mask 是多邊形切割，可以按一個已有矢量和影像的范圍切割影像 矢量圖范圍切割，輸出格式由文件擴展名指定，tif，img，沒有擴展名是grid使用數(shù)據(jù):3clipclip.shp中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 19分幅，分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影像切割工具在3clip影像切割，數(shù)據(jù)也在那個下面中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 20三.影像拼接影像拼接以下幾種方

12、法 Data Management Tools-Rastern 鑲嵌(Mosaic)n 鑲嵌至新柵格(Mosaic To New Raster)是調(diào)用Mosaicn 工作空間轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù)集工作空間轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù)集1.柵格目錄轉(zhuǎn)柵格數(shù)據(jù)集中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 21Mosaic 將一個影像合并到Target Raster Mosaic Method （optional）。是結(jié)果中，重疊部分（overlapping area）的顏色怎么判斷，F(xiàn)IRST重疊部分和順序在上的圖層一致；LAST重疊部分和順序在下的圖層一致 MEAN兩個圖層的平均值；MINIM

13、UM兩個圖層中去小值；MAXIMUM兩個圖層中取大值。在這里，其實最有用的還是FIRST和LAST，MEAN出來的效果，重疊部分類似于蓋了一層紗，由于0代表黑色，255代表白色，故MINIMUM的結(jié)果重疊部分偏暗，而MAXIMUM的結(jié)果重疊部分偏亮 輸入幾個影像類型可以不一樣中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 22Mosaic To New Raster(鑲嵌至新柵格) 是將一個影像合并成一個新的影像 Raster dataset name with extension。這里可以寫輸出文件的文件名了，帶后綴名的。只支持ERDAS IMAGEING（*.im

14、g），GRID（無后綴名無后綴名），TIFF（*.tif）三種格式， arcgis9.3支持.jpg,png Number of bands（optional）。輸出的是彩色的，所以用的所以用的3 3，單色是1； 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 23五、影像入庫和管理（中級） Arcgis的影像入庫，只能保存在geodatabase中有兩種方式n 柵格數(shù)據(jù)集是一個（多個）影像或則一個（多個）柵格數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)物理合并一個，數(shù)據(jù)更新需要整個更新，一般不推薦數(shù)據(jù)管理方式n 柵格目錄，可以存放一個或則多個影像或影像或柵格數(shù)據(jù)集，并（按坐標）自動拼接在一起，數(shù)據(jù)

15、更新只需要其中的部分，一般推薦數(shù)據(jù)管理方式，一個中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 24新建柵格數(shù)據(jù)集 在Geodatabase中右鍵柵格數(shù)據(jù)集，bands 3bands 3為為彩色，彩色，1 1為單色為單色中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 25柵格數(shù)據(jù)集裝入影像在對應(yīng)Raster Dataset右鍵，可以裝入一個和多個，最后融合成一個圖像，（相當于mosaic）,對于已有的數(shù)據(jù)Raster Dataset，也可以在增加，把最終的融合成一個數(shù)據(jù)：3splitg2.img,g1,img中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中

16、國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 26新建柵格目錄 在geodatabase中右鍵，可以將多個raster放在一起，下面的柵格管理類型raster mangement raster mangement typetype十分重要。中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 27Raster Catalog柵格目錄裝入影像 和柵格數(shù)據(jù)集Raster Dataset，一樣都是通過右鍵Load加載 ，柵格目錄Raster Catalog 只是把數(shù)據(jù)按坐標位置放在一起， 不做融合處理，所以單個band段，多波段一起存放，而Raster Dataset要么是3波段,要么

17、是單波段，只能選擇其中之一。數(shù)據(jù)：3splitg2.img,g1,img中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 28新建Raster Catalog 參數(shù)說明Managed是將影像也放入數(shù)據(jù)庫Unmanaged不將影像也放入數(shù)據(jù)庫，只建立一個索引中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 29柵格目錄中數(shù)據(jù)編輯和矢量數(shù)據(jù)一樣開始編輯，添加對象，綁定影像對象，或則刪除對象中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 30柵格目錄導(dǎo)出和融合圖層右鍵中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育

18、中心Page 315、影像數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換nArcGIS支持的影像格式n各種影像數(shù)據(jù)格式介紹n轉(zhuǎn)換方法中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 325.1ArcGIS支持的影像格式ArcGIS支持IMG,TIFF,GRID,JPEG,JP2,BMP,GIF,PNGIMG,TIFF,GRID,JPEG,JP2,BMP,GIF,PNG等格式等格式中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所教育中心Page 335.2各種影像數(shù)據(jù)格式介紹BMPBMP格式是最簡單，基本就是圖像點陣的內(nèi)存拷貝。沒有任何壓縮，也無法表示格外的數(shù)據(jù)。 缺點占用的空間大。GIFGIF和和PNGPNG都是索引色彩, 不直接描述象素的顏色, 只是說這個點是幾號顏色, 另外有個索引表（調(diào)色板）給出顏色號對應(yīng)的RGB顏色。有簡單的壓縮算法，但這種壓縮僅對于連續(xù)色彩的象素（例如大塊色塊的圖形）才有效。JPGJPG是有損壓縮, 利用人眼對高頻細節(jié)分辨不是很敏感的特性, 將數(shù)據(jù)量減少，它的壓縮率是可以調(diào)節(jié)的，對于提供的紙制地圖打印資料，電子的最基本，可