影像数据处理..课件

中国科学院计算技术研究所教育中心,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,中国科学院计算技术研究所教育中心,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,影像数据处理,Page,2,讲解内容,影像的配准操作,影像基本处理和分割,影像拼接,影像入库和管理,影像数据格式转换,Page,3,一,.,影像的配准基本原理,地理配准的基本过程,是在栅格图像中选取一定数据的,控制点,，将它们的坐标指定为矢量数据中对应点的坐标（在空间数据中，这些点的坐标是已知的，坐标系统为地图坐标系）,配准中我们需要知道一些特殊点的坐标，即控制点。,控制点的选取：控制点可以是经纬 线网格的交点、公里网格的交点或者一些典型地物的坐标。,控制点的坐标：如果我们知道这些点在我们矢量坐标系内坐标， 则直接输入控制点的坐标值,;,如果不知道它们的坐标，则可以采用间接方法获取从矢量数据中选取。,Page,4,选取控制点,控制点的数目取决于 你打算使用哪一种数学方法来实现坐标转换,.,但是，过多的控制点并不一定能够保证高精度的配准 。要尽可能使控制点均匀分布于整个格格图像，而不是只在图像的某个较小区域选择控制点，,最好成三角形,。最少三个点。,通常,先在图像的四个角选择,4,个控制点，然后在中间的位置有规律地选择一些控制点能得到较好的效果。,重点影像坐标和地图坐标系不同,数据：,3pz,ppp.jpg,Page,5,配准要求为平面,1,、,打开,ArcMap,，增加地理配准工具条,2,、打开影像图,ppp.jpg,找控制点，这里去图框的三个点（先配对角）,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,、加载影像，左键点击影像左下点，右键,输入对应控制点,输入对角，再是左上，最后更新配准，,4,、更新影像坐标系统和地图一致，需要投影变换的就投影，操作：,10/,配准过程,.exe,Page,6,配准后文件分析,ppp.jgw,是配准文件,RRD,是金子塔信息,AUX,，是一个用来保存栅格文件自身不能保存的辅助信息的文件，它与栅格文件一起存在同一目录中，文件名与栅格文件一致。,Jgw,内容含义,:,X-Scale(,一个像元的每一个删格点多少米,),-7.9083546378922614e-007,X,方向旋转角,Y,方向旋转角度,Y-Scale(,一个像元的每一个删格点多少米,),125.98443126748765,左上角,X,坐标,左上角Y坐标,Page,7,手工配置写,jgw,已知影像的宽度,w,高度,h,，,矩形配置范围为最小：,x1,y1,最大：,x2,y2,Jgw,文件内容：,(X2-x1)/w,第一行,0,0,(Y1-y2)/h,是负值,X1,y2,Page,8,二,.,影像基本处理和分割,基本处理,Flip,（翻转）,Mirror,（左右翻转,镜像）,Rescale,（重设比例）,Rotate,（旋转）,Shift,（平移）,Warp,（扭曲）,投影栅格,Page,9,Flip,（翻转）,数据格式可以自己输出,tif,，,img,，,grid,（无扩展名），会输出,4,个文件，第一个是主文件，其他只有一个波段，多波段，又叫多光谱，是指对地物辐射中多个单波段的摄取。得到的影象数据中会有多个波段的光谱信息。对各个不同的波段分别赋予,RGB,颜色将得到彩色影象,数据：,3clip,g-48-111-14.jpg,Page,10,结果,Page,11,Mirror,（左右翻转，镜像）,Page,12,Rescale,（放大缩小）,以,左下角为起始点,，进行放缩，系数大于,1,是放大，小于,1,缩小,Page,13,Rotate,（旋转）,以度为单位顺时针,Page,14,Shift,（平移）,Page,15,Warp,（扭曲）,按照对应控制的点关系，进行变形，只有一个控制点就是平移，可以用于配准等,原始点：,0,0,2545.0,0,-1873,后来的,632549.661363,2762186.585641,638735.131629,2762066.197329,632549.523511,2757508.067476,数据,:3warpg48.jpg,Page,16,影像的投影变换,影像的投影变换，理论上使用,Project Raster,，目前,9.3,有,Bug,方法是在,arcmap,加载数据，设置地图窗口的坐标系统，后右键转出，,在,ArcCatalog,中定义坐标系,(,对,grid,格式的,Krasovsky_1940_Transverse_Mercator,文件无法定义，方法是转为其他格式）,操作见：,3,影像投影.exe,Page,17,影像分割,影像切割有以下方法：,Extract by Mask,（按掩膜提取）,Extract by Points,（用点提取）,Extract by Polygon,（多边形提取,),Extract by Circle,（,按圆形区域提取,),Extract by Rectangle(,用矩形提取,),矩形切割,Data Management Tools-Clip,矩形切割,5-6,都是矩形，要输入矩形范围,2-3,需要输入点的坐标,4,是,Circle,，要输入圆心（,x,，,y,）和半径,Inside,是内部 ，,outside,是外部,Page,18,按掩膜提取,-,Extract by Mask,是多边形切割，可以按一个已有矢量和影像的范围切割影像,矢量图范围切割，输出格式由文件扩展名指定，,tif,，,img,，没有扩展名是,grid,使用数据,:3clipclip.shp,Page,19,分幅，分乡镇的影像切割,工具在,3clip,影像切割,，数据也在那个下面,Page,20,三,.,影像拼接,影像拼接以下几种方法,Data Management Tools-Raster,镶嵌,(Mosaic),镶嵌至新栅格,(Mosaic To New Raster),是调用,Mosaic,工作空间转栅格数据集,栅格目录转栅格数据集,Page,21,Mosaic,将一个影像合并到,Target Raster,Mosaic Method,（,optional,）。是结果中，重叠部分（,overlapping area,）的颜色怎么判断，,FIRST,重叠部分和顺序在上的图层一致；,LAST,重叠部分和顺序在下的图层一致,MEAN,两个图层的平均值；,MINIMUM,两个图层中去小值；,MAXIMUM,两个图层中取大值。在这里，其实最有用的还是,FIRST,和,LAST,，,MEAN,出来的效果，重叠部分类似于盖了一层纱，由于,0,代表黑色，,255,代表白色，故,MINIMUM,的结果重叠部分偏暗，而,MAXIMUM,的结果重叠部分偏亮,输入几个影像类型可以不一样,Page,22,Mosaic To New Raster(,镶嵌至新栅格,),是将一个影像合并成一个新的影像,Raster,dataset name with extension,。这里可以写输出文件的文件名了，带后缀名的。只支持,ERDAS IMAGEING,（*,.img,），,GRID,（,无后缀名,），,TIFF,（*,.tif,）三种格式，,arcgis9.3,支持,.jpg,png,Number of bands,（,optional,）。输出的是彩色的，,所以用的,3,，单色是,1,；,Page,23,五、影像入库和管理（中级）,Arcgis,的影像入库，只能保存在,geodatabase,中,有两种方式,栅格数据集是一个（多个）影像或则一个（多个）栅格数据，将数据物理合并一个，数据更新需要整个更新，一般不推荐数据管理方式,栅格目录，可以存放一个或则多个,影像或,栅格数据集，并（按坐标）自动拼接在一起，数据更新只需要其中的部分，一般推荐数据管理方式，一个,Page,24,新建,栅格数据集,在,Geodatabase,中右键栅格数据集，,bands 3,为彩色，,1,为单色,Page,25,栅格数据集,装入影像,在对应,Raster Dataset,右键，可以装入一个和多个，最后融合成一个图像，（相当于,mosaic,）,对于已有的数据,Raster Dataset,，也可以在增加，把最终的融合成一个,数据：,3splitg2.img,g1,img,Page,26,新建栅格目录,在,geodatabase,中右键，可以将多个,raster,放在一起，下面的栅格管理类型,raster mangement type,十分重要。,Page,27,Raster Catalog,栅格目录装入影像,和,栅格数据集,Raster Dataset,，一样都是通过右键,Load,加载 ，栅格目录,Raster Catalog,只是把数据按坐标位置放在一起， 不做融合处理，所以单个,band,段，多波段一起存放，而,Raster Dataset,要么是,3,波段,要么是单波段，只能选择其中之一。,数据：,3splitg2.img,g1,img,Page,28,新建,Raster Catalog,参数说明,Managed,是将影像也放入数据库,Unmanaged,不将影像也放入数据库，只建立一个索引,Page,29,栅格目录中数据编辑,和矢量数据一样开始编辑，添加对象，绑定影像对象，或则删除对象,Page,30,栅格目录导出和融合,图层右键,Page,31,5,、影像数据格式转换,ArcGIS,支持的影像格式,各种影像数据格式介绍,转换方法,Page,32,5.1ArcGIS,支持的影像格式,ArcGIS,支持,IMG,TIFF,GRID,JPEG,JP2,BMP,GIF,PNG,等格式,Page,33,5.2,各种影像数据格式介绍,BMP,格式是最简单，基本就是图像点阵的内存拷贝。没有任何压缩，也无法表示格外的数据。 缺点占用的空间大。,GIF,和,PNG,都是索引色彩,不直接描述象素的颜色,只是说这个点是几号颜色,另外有个索引表（调色板）给出颜色号对应的,RGB,颜色。有简单的压缩算法，但这种压缩仅对于连续色彩的象素（例如大块色块的图形）才有效。,JPG,是有损压缩,利用人眼对高频细节分辨不是很敏感的特性,将数据量减少，它的压缩率是可以调节的，对于提供的纸制地图打印资料，电子的最基本，可以一个打印,JPG,图片。主要原因是文件比较小。,TIFF,格式更多的是一个框架，它规定了文件的数据段结构，但是对图像数据的具体编码算法没有定义，是可扩展定义的，因此其下发展出很多的子格式。为了方便交换，使用都采用无压缩的。,TIFF,在出版业得到比较广的应用，作为标准的图像交换格式,Page,34,各种影像数据格式介绍,ArcGIS,内部使用最多是,img,格式,MrSID,（,Multiresolution seamless image database,多分辨率无缝图像数据库）是一个功能强大以小波变换为算法的图像压缩、浏览工具，也是一种数据格式。,影像格式,文件个数,文件的大小,备注,TIF,5,14.8M,原始文件,SID,3,647K,20,压缩比,SID,3,271K,50,压缩比,SID,3,1.19M,10,压缩比,Grid,50,15.1 MB,Img,3,14.8M,不难看出,SID,文件是最小的。,Page,35,5.3,转换方法,在,ArcCatalog,中导出,在,ArcMap,中数据,-,导出,数据：,3pzg-48-111-14.jpg,，,看影像格式转换,.exe,Page,36,本章掌握的重点,影像配准原理和方法,影像的分割和合并,Raster Catalog,和,Raster Dataset,区别,