高效管理海量影像(三)

影像配图

影像添加到镶嵌数据集后,一般就要打开看一看拼接效果了,包含海量影像数据的镶嵌数据集显示在地图窗口时,初始显示为全幅显示,并且只显示了拼接影像的轮廓,使地图放大到某个比例尺后,镶嵌数据集会根据当前显示范围,动态读取该范围内的影像文件,进行动态拼接显示。第一次浏览可能速度比较慢,但浏览后系统将建立缓存,再次浏览时效率很高。

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图 1 全幅显示镶嵌数据集

此时,您可能需要全局概览影像拼接后的效果,那么可以通过构建镶嵌数据集概视图,使它在小比例尺下可以显示影像拼接结果。

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图 2 全幅显示镶嵌数据集(已构建概视图)

另外,有些遥感影像经过校正后,会出现如图 3‑3所示的无值区域,影响影像的拼接显示效果,那么可以通过“3.2去除影像无值”提供的方法,去除这些无值区域。

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图 3 校正产生无值区域影像拼接(未处理)

除了处理无值,还可以处理拼接影像的特殊值显示效果,以及其他影像显示效果,如影像拉伸显示、颜色表显示等。

上述问题是镶嵌数据集显示的常见问题,并且这些问题的处理方式简单、高效,下文将详细进行介绍。因此,使用镶嵌数据集可以实现快速配置全国乃至全球范围的影像地图。

构建概视图

构建概视图,可以使小比例尺下显示拼接影像,达到全局概览影像的目的。

选择镶嵌数据集右键菜单项“构建概视图”;

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图 4 选择镶嵌数据集右键菜单项“构建概视图”

打开构建概视图对话框,需要指定如下参数:

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图 5 概视图构建参数设置

1.     最大宽度和高度:概视图影像文件的最大宽度和高度,单位为像素。

2.     采样系数:相邻两层概视图的分辨率比率。

3.     输出路径:概视图影像文件的存放路径。

镶嵌数据集构建概视图,是对原始影像按照某种规则重建多层金字塔,用于小比例尺下显示构建了概视图后,在概视图输出路径下将产生影像文件,并且在轮廓子数据集的属性表中,追加了概视图相关记录,包括概视图影像文件的文件名和路径、影像文件分辨率等信息。

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图 6 轮廓属性表中增加概视图记录

去除影像无值

影像无值情况可以概括分为两种,一种是影像内部的无值,一种是由于校正产生的影像有效区域外的无值。

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图 7 校正产生的无值

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图 8 数据本身存在无值

影像校正产生的无值区域影响了影像拼接显示的效果,需要去除;而数据本身无值一般不需要显示出来也需要去除。去除无值的方式有两种:无值透明方式和裁剪显示方式,要针对无值的具体情况选择合适的方式去除无值。

无值透明方式

无值透明方式可以去除数据本身的无值,方法很简单,在图层管理器中,选中镶嵌数据集影像图层,打开图层属性面板,根据影像波段不同,属性面板中关于无值的指定也不同:对于单波段影像,直接指定无值即可;对于多波段,无值的值为多波段合成后的RGB值。设置无值后,就可以勾选“无值透明”去除无值区域。

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图 9 单波段影像属性面板 图 10 去除无值后

裁剪显示方式

针对影像校正后产生的无值区域,可以通过裁剪显示方式,将影像非无值区域的矢量范围作为裁剪区,在显示时,裁剪区以内的影像将全部显示,裁剪区以外的影像内容不显示。

确定裁剪区

裁剪显示方式去除无值,需要应用镶嵌数据集的裁剪子数据集记录每幅影像的裁剪区,如图 11所示。

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图 11 单幅影像的有效区域

按照上面的方式确定镶嵌数据集中每幅影像的裁剪区,圈定影像的有效范围,镶嵌数据集中每幅影像的裁剪区可以自动提取,并更新到裁剪子数据集中。裁剪子数据集默认基于轮廓子数据集创建,即每幅影像的裁剪区为该影像的轮廓。

自动提取影像的裁剪区是通过镶嵌数据集的“重建范围”功能,在打开的“重建范围”对话框中,勾选“自动计算裁剪范围”项,然后单击“确定”执行自动提取。

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图 12 镶嵌数据集默认的裁剪数据集

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 图 13 裁剪区自动提取结果

裁剪显示影像

在影像图层属性面板进行如图 3‑14“所示的设置,勾选“逐文件绘制”,裁剪类型设置为“数据裁剪”,即可使用裁剪子数据集裁剪显示影像。

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图 14 裁剪显示去除校正产生的无值

此外,您还需要重新构建概视图,使概视图也应用裁剪区去除无值。

附录:裁剪区

关于自动提取每幅影像的裁剪区功能,目前只对影像裁剪区为凸多边形的情况有效,例如上述影像裁剪区为斜矩形,斜矩形为凸多边形。此外,还有一些特殊影像也暂不支持自动提取裁剪区,如下所示。

第一种:不规则裁剪区,也就是非凸多边形,不支持自动提取裁剪区。如下图所示,某地区多波段影像,影像有效区域为不规则形状,影像有效区域以外无值为RGB(255,255,255)。

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图 15 影像非无值区域为不规则形状

第二种,单幅影像裁剪区域不止一个多边形,也就是存在飞地情况,也不支持自动提取裁剪区。如下图所示,影像有效区域即不是凸多边形,还存在飞地。

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图 16 单幅影像非无值区域存在飞地

第三种,单幅影像有效区域以外的无值区域,无值并非单一值,这类影像不支持自动提取裁剪区。如下图所示,多波段合成影像,影像无值区域存在多个值。

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图 17 影像无值区域的无值不唯一

虽然,上述这些特殊情况的影像不支持自动提取裁剪区来更新裁剪子数据集,但可以通过编辑等方式间接将这些影像非无值区域范围记录在裁剪子数集中,下面简单介绍实现方法。

第一种方法,直接编辑镶嵌数据集的裁剪子数据集,编辑每幅影像的裁剪区,使其符合影像的非无值区域边界。

第二种方法,用户已经具有每幅影像的裁剪区面对象,并且每幅影像裁剪区单独存放在.shp文件中,并且.shp文件名称与对应影像文件同名,那么在添加这些影像到镶嵌数据集中时,同时勾选“读取.shp”文件,就可以自动将影像的裁剪区更新到裁剪子数据集中,若影像无对应的.shp文件,裁剪区仍默认为影像的轮廓。

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显示效果设置

镶嵌数据集影像显示效果设置与普通影像设置基本一致,一般镶嵌数据集影像显示效果的调整包括:特殊值显示、颜色表显示、拉伸显示等,还可以设置栅格函数,快速获得三维晕渲图和正射影像图效果。

镶嵌数据集影像显示效果设置都是通过影像图层属性面板实现。

特殊值显示

对影像特殊值,既可以处理为透明也可以使用其他颜色替代显示。通过影像图层属性面板的背景值设置,对于多波段影像特殊值形式为三波段合成后的RGB值;然后,选择特殊值显示效果,勾选“背景透明”特殊值透明显示,或者选择颜色替代显示特殊值。

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图 18 特殊值显示效果设置

颜色表显示

镶嵌数据集管理的是DEM数据,可以使用颜色表显示高程分级情况,直观并且美观。

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图 19 颜色表显示

影像拉伸显示

通过拉伸显示,使影像显示更加清晰,并且拉伸和颜色表可以叠加使用。

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图 20 拉伸显示

栅格函数显示

镶嵌数据集管理DEM数据时,尤其是大规模数据,可以通过栅格函数快速获得三维晕渲图和正射影像图显示效果。

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图 21 应用三维晕渲图栅格函数


显示范围设置

通过影像图层显示过滤条件设置,可以过滤显示镶嵌影像中的部分影像,显示过滤条件使用轮廓子数据集的属性字段构建。

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图 22 影像图层显示过滤条件设置

通过镶嵌数据集可以快速配置全国乃至全球的影像地图,然而,有时我们又需要展示局部范围的影像,例如,使影像地图仅显示河北省范围内的影像,此时,就可以使用镶嵌数据集的边界子数据集快速实现。

边界数据集控制镶嵌数据集的显示范围,默认基于轮廓构建。这里,我们可以基于河北省行政区划面数据集重建边界,也可以通过其他方式设置边界范围,如绘制任意多边形或者选择地图中的面对象。边界重建后,边界将更新为河北省的行政边界。

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图 23 重建边界

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图 24 基于面对象重建边界前后

您还需要在影像图层属性面板进行如下图所示的设置,将裁剪类型设置为“边界裁剪”,即可裁剪显示河北境内的影像。

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图 25 采用边界裁剪显示影像

显示性能优化

提升镶嵌数据集拼接影像的显示效率,最基本的处理办法就是创建影像金字塔,镶嵌数据集可以批量对所管理的影像创建金字塔,如下图所示。

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图 26 创建影像金字塔

创建金字塔时需要指定金字塔的重采样方法,这里提供了如下几种重采样的方法,并且建立金字塔还可以实现多线程,更加高效。

1.      不进行重采样。

2.      最临近法,一种简单的采样方式。

3.      平均值法,计算所有有效值的均值进行重采样计算。

4.      高斯内核计算法,使用高斯内核计算的方式进行重采样,这种对于高对比度和图案边界比较明显的图像效果比较好。

5.      平均联合数据法,在一个magphase空间中平均联合数据,用于复数数据空间的图像的重采样方式。

 除了建立影像金字塔,对影像数据采用分块存储后,还可以进一步提升影像显示效率。在“数据处理”区域,选择“影像存储转换”,打开“影像数据转换为块存储”对话框,添加要转换的影像文件、输出的影像文件类型和路径,还可以指定进程数,使用多进程进行转换。

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图 27 影像转为块存储

相关资源:

高效管理海量影像(一)——影像添加

高效管理海量影像(二)——影像查询与维护工作

高效管理海量影像(四)——服务发布