要在 ArcGIS for Desktop 中管理各种不同大小的影像和栅格数据集合,最好使用镶嵌数据集。镶嵌数据集可以
- 以目录集合的形式管理数据,无需考虑空间分辨率、光谱分辨率、时态分辨率以及辐射分辨率的差异,并且对各个项目的元数据具有完全访问权限
- 以动态方式提供镶嵌影像或提供单个影像的访问权限
- 动态处理数据
- 作为数据集或影像服务共享
通过镶嵌数据集访问一个来源就可以获取所需的数据,从而简化了维护和应用程序开发工作。表(目录)可以访问,使用户可以查询镶嵌数据集并访问数据集内存储的每个项目,而镶嵌影像与栅格数据集类似,呈现为连续数据集并且可以使用处理栅格的工具来处理。
这些数据集的总文件大小和栅格数据集的数量可能非常大。它们并不控制源数据,但包含指向源数据的指针。
这些数据集可使用“数据管理”工具箱的镶嵌数据集工具集中的工具来创建、编辑和管理。
数据源
影像和栅格数据可以有多种来源,例如航空影像或卫星传感器、扫描地图、分析结果甚至激光雷达数据。它可以是全色影像、多光谱影像、热影像、高程影像或专题影像。它可以以文件形式存储在磁盘上或者文件存储系统(例如 NAS 或 SAN)中、也可以存储在地理数据库内,或者通过服务(例如影像服务或者网络覆盖服务 (WCS))进行访问。
影像和栅格数据根据其栅格类型添加到镶嵌数据集中。栅格类型简化了向镶嵌数据集添加复杂影像数据的过程。它与栅格格式一起用来识别文件格式、产品的特定信息,如元数据(地理配准、采集日期和传感器类型)、处理和波长,而栅格格式仅定义像素的存储方式,例如行数和列数、波段数、实际像素值以及其他栅格格式特定的参数。在 ArcGIS for Desktop 中,存在多种不同的栅格类型,一些用于特定的影像产品,另一些用于特定的影像传感器,例如美国陆地资源卫星 7、WorldView-2 或 IKONOS。
根据栅格类型添加栅格数据时,会读取元数据并将其用于定义任何需要应用的处理过程。例如,添加 QuickBird 标准场景时,栅格类型可识别出元数据存储在 .imd 文件中,波段存储在一个或多个 .tif 文件中。它还可以识别出该影像可进行全色锐化和正射校正,因此根据所选的选项,栅格类型会添加相应的函数以便对影像做相应处理。如果将此数据作为普通栅格数据集来添加,则只能识别和添加 .tif 文件,因此任何会影响所需函数或正射校正的元数据信息都将丢失。
在向镶嵌数据集添加影像时,很重要的一点就是要使用正确的栅格类型。您有时可能需要检查文件及其元数据的来源,以对使用栅格类型来识别的文件格式或影像产品进行鉴别。
在将影像添加到镶嵌数据集之后,还可添加定义处理过程的函数。这通常会在将输出转换为特定影像产品或者对各个影像进行校正时用到。这些函数可应用于单个影像或者整个镶嵌数据集。
通过函数处理
函数是每个镶嵌数据集的重要组成部分。它们通过应用动态处理操作(例如正射校正、影像增强和影像代数)来增强或修改镶嵌影像产品。可将函数添加至镶嵌数据集或添加至镶嵌数据集内的个别栅格中,也可在通过栅格类型向镶嵌数据集添加数据时添加函数。例如,将特定栅格数据产品(如卫星传感器提供的)添加至镶嵌数据集时,有些函数会自动添加至该栅格数据中。
通过函数可以基于单一栅格来源创建多个产品,因为在访问影像时即开始对其进行处理。
适用于镶嵌数据集或数据集内项目的部分函数有:
- 拉伸 - 此函数根据统计数据来调整亮度、对比度和 Gamma 以此来增强影像效果。
- 波段合成 - 此函数将多个文件合并到一个影像,例如将代表各波段的多个 TIFF 文件合并到一个场景中。
- 算术 - 此函数对两个空间上重叠的栅格或栅格与常数值执行算术运算。
- 山体阴影 - 此函数可以根据高程模型生成山体阴影影像。
- LAS 转栅格 - 此函数可以通过确定栅格化 LAS 文件的方式以图表形式展现镶嵌数据集中的 LAS 文件。
属性
镶嵌数据集的属性包括与所有栅格数据集的属性类似的常规属性,例如数据源、范围、像元大小和位深度。镶嵌数据集的属性还包括更多高级信息,这些信息可影响镶嵌影像呈现给用户(或客户端)的方式以及与其进行交互的方式,如果发布镶嵌数据集,这些信息还会影响服务器或影像服务的性能。
举例来说,有这样几种镶嵌方法在创建镶嵌影像时可定义栅格的镶嵌顺序,例如“按属性”镶嵌方法根据属性(如日期)对影像进行排序、“北-西”镶嵌方法可确保中心位于显示画面西北角的影像处于最上层,“锁定栅格”镶嵌方法仅显示选定的影像。有一个属性可以控制是否沿轮廓线裁剪影像,另一属性可以控制是否沿边界裁剪镶嵌数据集。“允许的字段”属性定义镶嵌数据集作为影像服务提供时属性表中可见的字段。
使用 ArcGIS for Server 发布镶嵌数据集时,服务器管理员可修改其中某些属性(作为影像服务设置的一部分),但不能超过您所设置的最大值。例如,如果您将允许的镶嵌方法限制为仅其中三种,管理员将不能添加第四种方法。或者,如果您已设置可下载项目的最大数,则管理员可减小但不能增大该值。如果更改这些属性使其超过或限制某个值(例如“最大请求大小”),则需完全重新发布该镶嵌数据集。如果重新启动影像服务,将不会选择该镶嵌数据集中已更改的属性。
某些属性甚至可以控制数据添加到镶嵌数据集的方式并影响 ArcGIS for Desktop 渲染数据集的方式。例如,产品定义可以对镶嵌数据集进行自定义,以使其包含具有特定波段数和波长的数据。它可控制数据添加到镶嵌数据集的方式及默认的显示方式,同时还为某些处理提供帮助。产品定义通常用于支持特定的卫星影像产品,例如 QuickBird 和美国陆地资源卫星,但是可以通过定义波段数、波段顺序以及各个波段支持的波长范围对其进行自定义。
最常用的产品定义包括:
- 自然色 (RGB) - 创建具有红色、绿色和蓝色波长范围的三波段镶嵌数据集。
- 自然色 (RGBI) - 创建具有红色、绿色、蓝色和近红外波长范围的四波段镶嵌数据集。
- 假彩色 (IRG) - 创建具有近红外、红色和绿色波长范围的三波段镶嵌数据集。
添加元数据中包含波长信息的数据时,使用产品定义将有所帮助。如果波长信息在输入中的排序方式不同,则会在将其添加到镶嵌数据集时全部正确排序。例如,如果 QuickBird 场景中的波段 1 为蓝色波长,而将镶嵌数据集中的波段 3 设计为包含蓝色波长,那么 QuickBird 的蓝色波段将被映射到镶嵌数据集的蓝色波段中。否则,QuickBird 的蓝色波段可能会被映射到镶嵌数据集的红色波段中。
镶嵌数据集配置的概述
镶嵌数据集的基本设计是一个包含一组影像的镶嵌数据集。在这一设计中,每个影像或栅格数据集均作为单独的项目添加到镶嵌数据集中,并表示为属性表中的行。
通常,建议在一个镶嵌数据集内管理影像,但是使用另一个镶嵌数据集(引用镶嵌数据集)来共享或传播(发布)内容。通过使用参考镶嵌数据集,可保证用户不会对镶嵌数据集做出意外修改,例如添加或移除数据。
通过发布不同的镶嵌数据集可以定义不同类型的数据,例如真彩色影像、假彩色影像或高程。数据无须根据特定地理事物、传感器类型或者数据范围进行组织,因为镶嵌数据集可以兼容所有这些差异。
镶嵌数据集的一些典型示例包括:
- 真彩色影像 - 与眼睛看到的颜色一致的影像(通常使用 3,2,1 (RGB) 波段组合)
- 假彩色影像 - 包含假彩色红外影像(通常使用 4,3,2 (RGB) 波段组合)
- 用于目视解译的多光谱影像 - 为进行目视解译已做增强处理并且可能经全色锐化处理过的影像
- 用于分析的多光谱影像 - 包含所有可提供辐射率值或反射率值的波段的影像
- NDVI - 彩色归一化差值植被指数
- 高程 - 表示正高(海平面以上)或椭圆体高度的 DEM 汇集数据
- 坡度 - 一种表示以高程角度计算出的坡度的影像
- 坡向 - 一种表示根据高程计算出的坡向的彩色影像
- 山体阴影 - 基于高程创建的山体阴影影像
- 晕渲地貌 - 基于高程创建的渲晕地貌影像
- 扫描地形图或具有特定用途的地图
- 生成具有像素属性值的专题影像的分析结果
镶嵌数据集的组织类型
如果您需要管理不同类型的数据,镶嵌数据集的组织可能会变得更加复杂。下图说明可用于管理和发布影像的两种标准组合。
通常来说,将镶嵌数据集分成两类比较有利:一类主要用于管理,另一类用于发布。这种分离有利于进行组织。
了解不同类型的镶嵌数据集以及它们的用途,有助于使用镶嵌数据集来构建和组织影像集合。以下讨论的源镶嵌数据集和派生镶嵌数据集均使用的符号名,用于帮助读者理解镶嵌数据集的组织结构,而参考镶嵌数据集是另一种物理结构的镶嵌数据集。
源镶嵌数据集
用于管理影像。它通常包含一组相似的影像。您有时会使用许多这样的源镶嵌数据集来管理不同的集合。这些源镶嵌数据集可以直接发布或者用作其他镶嵌数据集的源。建议您通过参考镶嵌数据集提供对此镶嵌数据集的访问(发布),以保证所访问镶嵌数据集的安全。
源镶嵌数据集使用“创建镶嵌数据集”工具创建。如果输入影像拥有一致的位深度或者波段数,那么在此工具中不需要定义这些值,因为它们将从添加的第一幅影像中获取。空间参考系统可能与输入数据相同,但是如果输入数据存在多种空间参考系统,则会从中选择一种合适的作为所有输入的空间参考系统。然后使用“添加栅格至镶嵌数据集”工具并使用相应的栅格类型。
在大多数情况下,源镶嵌数据集中的影像将拥有相同的波段数和位深度。这些源镶嵌数据集受到统一管理并用于优化集合的各个方面:优化轮廓线或设置如正射校正之类的过程。
您可通过属性表访问各个影像的“查看器”窗口,或者使用“栅格函数编辑器向导”(从 ArcMap 内容列表中的“轮廓线”图层访问)来修改多幅影像,从而完成对各个影像函数的修改。
通常,如果该影像表示单个数据集,例如涉及具体日期的影像,就要为此镶嵌数据集构建概视图。
派生镶嵌数据集
它用于定义常被用户视为单一集合的影像集合。派生镶嵌数据集的源通常是一个或多个源镶嵌数据集。例如,它可能是所有真彩色影像的集合,而源来自多个源镶嵌数据集。建议您通过引用镶嵌数据集提供对此镶嵌数据集的访问(发布),以保证所访问镶嵌数据集的安全。此外,还可据此创建其他镶嵌数据集,从而提供特定的影像产品,例如特定的波段组合,或者仅覆盖特定的区域。
派生镶嵌数据集同样使用“创建镶嵌数据集”工具创建。通常输入影像会拥有多种位深度和波段;因此您应指定这些值或者定义产品定义以控制镶嵌数据集的输出。此外,选择可适合所有影像的空间参考系统。
空间参考系统用于生成镶嵌数据集中的轮廓线、边界及其他相关项目,还有镶嵌影像在重采样时参照的默认设置。您应该选择一个适合所有要添加的影像的空间参考系统。它可以是某个国家的参考系统或者 UTM 带。不过,如果正在创建全球范围的或者与 Web 服务混合搭建的镶嵌数据集,则可能需要使用 WGS 1984 Web 墨卡托辅助投影。
建议您使用“表”栅格类型将源镶嵌数据集添加至另一镶嵌数据集。使用表栅格类型会创建一个包含源镶嵌数据集中所有或者选定的表项目的镶嵌数据集,而不只是一个表示源镶嵌数据集的单个项目。这样便可执行查询并继续访问每个项目对应的元数据。还可以将函数添加至个别项目,因此通过接缝线、镶嵌方法以及色彩校正可以更加方便的对镶嵌数据集进行自定义。此外,如果已对任何源做出修改(例如添加了修改后的轮廓线或者新的影像),就可使用禁用了更新像元大小范围选项的同步镶嵌数据集工具更新此镶嵌数据集。
如果使用“栅格数据集”栅格类型而不是“表”栅格类型添加源镶嵌数据集,则每个源镶嵌数据集都将在派生镶嵌数据集中表示为单个项目。因而,这会限制执行查询的能力,并且只能访问源镶嵌数据集的元数据而非每个影像的元数据,还会限制镶嵌数据集的可扩展性。
一般来说,不会为该镶嵌数据集构建概视图,因为概视图将存在于源镶嵌数据集内部。不过,如果派生镶嵌数据集覆盖比每个源都大得多的范围,就有必要构建概视图。除了构建概视图,还可以使用另一个影像或影像服务来提供镶嵌数据集完整范围的影像覆盖。在添加此影像时,您应取消选中构建边界的选项,因为边界将扩展至此影像的范围,这并不是理想结果。
引用镶嵌数据集
引用镶嵌数据集的行为方式类似于常规镶嵌数据集;不过,您无法向引用镶嵌数据集中添加其他栅格,无法构建概视图,无法计算像素大小范围。您可重新定义边界,例如,限制对特定区域的访问或者定义要应用于所有影像的其他函数。它用于提供对包含不同镶嵌数据集级别函数的镶嵌数据集的访问(或将栅格目录用作影像服务)。对引用镶嵌数据集进行共享访问可确保访问它时不会对源镶嵌数据集或派生镶嵌数据集做出任何修改,因为这些修改可能会影响其他用户。
引用镶嵌数据集通过使用“引用已有数据创建镶嵌数据集”工具并将其他镶嵌数据集定义为源来创建。通常,此源可以是源镶嵌数据集,也可以是派生镶嵌数据集。
输入镶嵌数据集中设置的所有属性均会传递到参考镶嵌数据集,例如默认镶嵌方法或镶嵌数据集函数。修改或移除这些属性不会对输入镶嵌数据集造成影响。通过在“目录”窗口中打开镶嵌数据集的“属性”对话框可以修改这些函数或属性。
影像集合的管理建议
您可在单个镶嵌数据集中管理所有影像。数据在影像类型、波段数和位深度方面相似的情况下比较理想。不过,如果拥有包含来自不同源和传感器的数据的大量影像集合,则最好将影像划分为多个更小的、数据特定的集合。当其中管理的所有影像都具有相似的源、相同的波段数和位数时,就会使镶嵌数据集的设置和维护得到简化,例如:
- 具有相同日期的预处理过的正射影像切片
- 从相似传感器采集的具有相同波段数和位深度的影像
- 4 波段、16 位影像(QuickBird、IKONOS)集合
- RapidEye(5 波段)
- SPOT
- 美国陆地资源卫星 5 或 7
- ASTER
- 来自同一次航空测量作业的影像
- 来自同一个源的高程数据
- SRTM
- 激光雷达
这些独立的源镶嵌数据集更易于管理。随后可将其合并以创建具有特定用途且可发布的镶嵌数据集。
单个正射集合示例
您或许拥有大型彩色航空影像集合,例如在州或省的上空采集的上千幅影像。您可创建一个用来管理所有这些影像的镶嵌数据集。该镶嵌数据集可能拥有 3 个波段,并且是 8 位的。您有时可能需要通过修改属性表来添加针对特定影像的信息,例如采集日期和位置(如县或市)。然后,您可通过直接发布此镶嵌数据集或者创建引用镶嵌数据集来将此影像提供给组织内的用户。您可修改参考镶嵌数据集的边界,从而仅提供特定投影区域内的影像,还可以创建一个仅包含满足特定查询条件(例如县或市)的影像的镶嵌数据集。
多个正射集合示例
您可能拥有三年的航空影像集合,例如 1995、2005 和 2008。它们可能拥有不同的分辨率,例如 1 米、2 英尺和 0.5 英尺。时间最早的集合是采用 UTM 投影的全色影像,另外两个集合是采用美国国家平面投影的彩色影像。该数据的组织方式分为两种:组织为相互独立的源镶嵌数据集和一个合并的派生镶嵌数据集,或者组织为单个镶嵌数据集。使用源镶嵌数据集和派生镶嵌数据集的组合通常便于管理,同时可以保持最佳性能。
- 为此,请创建三个源镶嵌数据集。在创建源镶嵌数据集时可指定波段和位深度,或者可让软件在添加数据时进行定义。最后,将生成一个 1 波段和两个 3 波段的镶嵌数据集。相应地添加影像。用户可能不需要计算统计数据,因为此数据通常是经过色彩增强处理的。为预生成的切片创建金字塔通常不会带来任何益处,因此可以跳过金字塔生成这一步。但是应该在每个源镶嵌数据集上构建概视图。这样,用户在放大和缩小影像时如果按日期查询派生镶嵌数据集,则影像将保持一致。如果没有为每个源镶嵌数据集生成概视图,则需要在派生镶嵌数据集上构建概视图,并且只能针对单个属性日期生成概视图。通过添加相同的新字段“年”来修改每个数据集的属性表,并使用具体年份来填充该字段。
- 下一步,创建一个包含三个波段的派生镶嵌数据集。它将用于提供最佳的彩色影像合成。然后使用“表”栅格类型在禁用更新像元大小范围选项的情况下向其中添加三个源镶嵌数据集。不必构建概视图,因为在每个源镶嵌数据集内已经创建了概视图。您可能要修改其中的某些属性,例如将镶嵌方法定义为“按属性”,然后指定默认年份,例如 3000,以使用最新的影像进行显示。
- 如果直接访问数据集,则明智的做法是通过创建参考镶嵌数据集来发布派生镶嵌数据集内容。如果正在将镶嵌数据集发布为影像服务,则可以直接发布。在任何一种情况下,用户只需要访问、查询与浏览一个数据集。
使用单个镶嵌数据集进行管理
不使用单个镶嵌数据集管理此数据的一个原因是,不是每个年份都有概视图。概视图是根据默认镶嵌方法生成的;因此只有默认(最新)影像可用于创建概视图。这对于希望查看某个非默认年份的镶嵌影像的用户来说是一个问题或困扰。然而,如果选择使用单个镶嵌数据集,则可以使用“按属性”镶嵌方法创建概视图并定义最合适的年份,例如 3000。在将此镶嵌数据集发布为上述服务时,此规则同样适用。
添加新数据
您的数据集难免要添加一些新影像,而许多新采集的航空影像都具有四个波段(蓝色、绿色、红色和 NIR)。如果获取的新正射影像来自 2010 年,则需要针对 2010 年的影像创建一个新的源镶嵌数据集。这将是一个 4 波段的镶嵌数据集。
然后,使用“表”栅格类型将 2010 年的源镶嵌数据集添加到原始的派生镶嵌数据集中并构建概视图。由于该镶嵌数据集仅支持三个波段,所以仅会添加前三个波段。出于优化目的,可能需要再次向派生镶嵌数据集添加概视图,不过数量不会太多,因为大部分区域已经存在概视图。默认情况下,该镶嵌数据集的用户可立即开始查看 2010 影像,无需更改应用程序,因为事先已定义了“按属性”镶嵌方法。
附加镶嵌数据集
要获得假彩色红外影像,可根据四波段的源镶嵌数据集创建参考镶嵌数据集。之后在“目录”窗口中打开镶嵌数据集属性,并添加“提取波段”函数。将“波段 ID”定义为“4 3 2”。镶嵌数据集最初具有四个波段,与原始数据集相同。不过,通过添加此函数,即定义了一个默认的波段组合,并将镶嵌数据集修改为仅输出三个波段。
此外,还可创建归一化差值植被指数 (NDVI) 镶嵌数据集。这可通过使用引用镶嵌数据集指向假彩色镶嵌数据集并添加 NDVI 函数来应用所需的处理过程。或者可创建一个新的镶嵌数据集,使其引用 2010 源镶嵌数据集并添加 NDVI 函数。
从 ArcGIS 10.1 for Server 开始,用户便可在共享影像服务时使用服务器端处理。这使得用户能够根据镶嵌数据集创建一个影像服务,该服务可以使用多种不同的服务器端功能来处理和显示数据。
卫星影像集合示例
如果拥有来自相似的卫星传感器(例如 IKONOS(预备正射影像)或 QuickBird(基本捆绑包产品))的影像集合,并且它拥有在一个高分辨率全色波段以及在一种分辨率下采集的四个多光谱波段,则可在单一镶嵌数据集中管理此影像集合。可以根据此影像创建全色锐化的镶嵌数据集。
在包含镶嵌数据集中的影像之前,建议先构建金字塔和统计数据,这样会比较有利。
在处理卫星影像时,存在一些非常有用的信息,如波长以及太阳角度等。为确保此信息得到利用,最好在创建镶嵌数据集时定义产品定义。此产品定义定义了镶嵌数据集将支持的各波段的波长范围。因为 QuickBird 和 IKONOS 影像具有相似的波长范围,任何一个都可以选为产品定义。
在本例中,使用 IKONOS 产品定义创建镶嵌数据集。根据正在添加的源,使用 IKONOS 或 QuickBird 栅格类型添加影像。确保在“栅格类型属性”对话框中定义“全色锐化”产品模板(这将作为默认产品模板)。使用相应栅格类型的另一个好处就是,将会计算每幅影像的轮廓线,以排除不需要的影像边界区域。
概视图并非必需品,但是对于某些工作流,会要求创建概视图。建议使用带有基本值(该值表示将使用最新的影像或者带有最少云覆盖区域的影像)的“按属性”镶嵌方法来创建概视图。
许多属性将添加为栅格类型的一部分。您可通过添加其他属性来帮助管理和组织数据,例如定义影像的精度或质量。类似地,您可通过定义属性(例如“发布”)来确定影像是否要发布给用户。通过这种方式,可以轻松调整(添加或移除)要发布的特定场景或者将其用于更具体的、与发布相关的查询。
然后,您可将该镶嵌数据集作为源添加到多个不同的镶嵌数据集中。例如,您可决定是将部分影像还是全部影像添加到之前创建的正射像片镶嵌数据集中。
您可直接提供该镶嵌数据集,或者通过创建引用镶嵌数据集的方式予以提供。
高程集合
创建高程数据的镶嵌数据集的理由有很多;例如,可能需要在一个源中访问所有的高程数据,或者需要将高程数据用作对其他影像进行正射校正的数据源。在大多数情况下,可在一个镶嵌数据集中管理所有高程数据。创建一个镶嵌数据集,然后指定输入数据的最大位深度,通常为 32 位,然后根据其栅格类型添加所有影像。请确保高程数据表示的是正高或椭球体高度,并且高度单位相同(例如米或英尺)。如果不满足上述要求,就需要更多的步骤才能创建镶嵌数据集,但是可使用“算术”函数来为每个输入修改这些值。
请参阅与正高和椭球体高度相互转换的工作流。
请参阅单位转换因子表来与英尺、米或度进行相互转换。
然后,可通过编辑镶嵌数据集属性来选择“按属性”镶嵌方法并将 0 定义为默认值;因此,将显示或使用在查看或请求的比例下的最高分辨率高程数据。
如果高程数据拥有多个源,例如激光雷达、海洋探测和声纳,则可以考虑为这些不同的源创建单独的源镶嵌数据集,从而对它们进行单独管理,然后创建一个合并后的镶嵌数据集。
通常,处理高程数据的用户希望使用最高精度的或者具有最高分辨率的影像。可通过编辑镶嵌数据集属性来选择“按属性”镶嵌方法。将 LoPS 定义为顺序字段,将 0 定义为默认值。因此,将显示或使用在查看或请求比例下的最高分辨率高程数据。如果存在精度方面的字段,则可选择使用此字段。
该镶嵌数据集可用作多个引用镶嵌数据集的源,创建这些引用镶嵌数据集的目的是基于高程数据生成输出,例如山体阴影、坡向或坡度。
从以上示例中可以看出,对于简单影像集合,有多种数据管理方法可供选择。但主要的思路还是先创建源镶嵌数据集,然后使用派生镶嵌数据集将它们合并到一起,再发布数据。
要查看创建如上所述的镶嵌数据集的工作流,请参阅创建包含来自多个日期的栅格数据的镶嵌数据集。
共享镶嵌数据集
您可以将镶嵌数据集共享给用户,具体方式有:共享地理数据库并授予镶嵌数据集的直接访问权限,或者使用 ArcGIS for Server 发布影像服务。
如果正打算采用直接访问方式共享镶嵌数据集,则建议您创建一个引用镶嵌数据集来提供直接访问。可直接访问镶嵌数据集的任何用户均可编辑镶嵌数据集;因此,您并不希望提供对主要源镶嵌数据集的直接访问。
如果计划将镶嵌数据集作为影像服务提供,则可以将其直接发布为服务,因为影像服务用户将不会拥有对镶嵌数据集的直接访问权限。
缓存镶嵌数据集
您可以直接对影像服务进行缓存,也可以对包含栅格数据或影像服务的地图服务或 globe 服务进行缓存。通常来说,为栅格数据集生成的金字塔或为镶嵌数据集生成的概视图也可确保以可接受的速率来提供影像数据。但是,如果您知道某一感兴趣的特定影像或区域将被重复多次地访问,您可能想要生成缓存。
最好不要在要发布的地图文档或 globe 文档中同时包含矢量数据和影像数据。一般来说,最好将矢量数据和影像作数据发布为两种单独的服务,然后可以将它们通过客户端应用程序混合搭建在一起。
发布的镶嵌数据集的属性
在将镶嵌数据集发布为影像服务时,有许多属性可供修改,以控制对镶嵌数据集和各个影像的访问。例如,可进行的设置包括
- 修改属性表中的可访问字段
- 限制可下载的影像数量
- 限制请求大小
- 限制元数据大小
- 定义默认镶嵌方法
- 定义默认的传输压缩方式
有必要进行预处理时
使用镶嵌数据集来管理和发布影像时,可通过将影像集合镶嵌在一起或者生成多个输出这样的传统方法来节省您的时间;不过,有时您可能要考虑进行某种预处理。推荐的预处理过程可帮助您创建最快和最出色的镶嵌影像显示。
构建金字塔 - 金字塔有助于提高影像的显示速度。它们也会影响到生成的镶嵌数据集概视图的数量。一般来说,您应该为大于 3,000 列的影像构建金字塔。构建经过预处理和分块的影像 (Pyramid) 集合的金字塔可能不会有什么收获,但是,概视图 (Overview) 通常可提供更出色的分辨率,从而提升性能。
计算统计数据 - 影像在增强显示时,渲染器会用到统计数据。一般来说,您应该计算未增强(辐射方面)影像的统计数据。例如,许多正射像片在处理过程中已做过增强(例如 NAIP 或 DOQQ);因而不需要计算统计数据,而原始影像或卫星影像通常未经过增强处理;因此为保证显示效果,应计算统计数据。我们并不需要经常根据所有像素来计算统计数据;因此,可以通过指定跳跃因子来提高计算速度。要判断出合理的跳跃因子值,可以将列数除以 1,000,并将商(整数)用作跳跃因子。
优化的影像格式 - 由于存储格式或压缩的缘故,某些影像的读取速度可能比其他影像慢,因此建议将这些影像转换为更好的格式。例如,ASCII DEM 影像格式的读取速度较慢;因此,建议将它转换为其他格式,例如 TIFF。另外,如果影像很大并且未分块,建议将它转换为分块的 TIFF 格式,以优化磁盘访问。另外,在转换影像时,要考虑使用无损(例如 LZW)压缩还是有损(例如 JPEG)压缩。您可选择使用基于小波变换的压缩格式(例如 JPEG 2000),但是这些格式通常更依赖于使用 CPU 进行解压缩,而提供的压缩效果也只是稍好而已。如果不选择转换影像,可基于以非常低的像素大小为起始的镶嵌数据集来构建概视图(使用“定义概视图”工具)。
要考虑的属性或参数
轮廓线
轮廓线定义了镶嵌数据集内各影像的范围。您可使用“构建轮廓线”工具来修改轮廓线,从而将影像的某些部分(例如黑色或白色边界或者安全区域)从镶嵌数据集中去掉。通常,轮廓线在源镶嵌数据集中修改,而不在参考镶嵌数据集中修改。
NoData
这是在影像内部定义不想在输出镶嵌影像中包含的值的另一种方法。您可使用“定义镶嵌数据集 NoData”工具,它会将“掩膜”函数插入镶嵌数据集内每幅影像的函数链中。如果存在许多叠置影像,可能会使性能下降。通常,建议您通过修改影像上的轮廓线来移除数据。
边界
默认情况下,边界会通过合并所有轮廓线多边形来创建一个表示影像范围的边界。可能会出现洞或多部件面。生成边界可能需要花费一些时间,因此,如果您正在使用添加栅格数据至镶嵌数据集工具连续添加多个影像集合,最好取消选中更新边界参数,直到添加完最后一个集合为止。在向镶嵌数据集添加新影像时,可以选择运行构建边界工具来更新边界,因为此工具拥有可追加至现有边界而不是覆盖现有边界的选项,这样还可以节省时间。
边界还可用于去除镶嵌数据集中影像的某一区域。例如,即使镶嵌数据集中的影像覆盖更大的区域,也可导入精确匹配感兴趣区域的边界多边形文件。还可使用 ArcMap 的编辑工具来编辑边界。如果您正在通过向镶嵌数据集添加服务或其他更大的影像来填补源影像的数据空缺,则可能不希望为包含此影像的整个范围而重新计算边界。因此,还要清除用于更新边界的选项。
统计数据
一般来说,如果需要增强影像,就要计算统计数据。统计数据要针对每幅影像进行维护,并用于整个镶嵌数据集。
如果统计数据存在于镶嵌数据集中,则默认情况下,ArcMap 将始终应用拉伸。如果您不希望应用拉伸,可以修改属性以关闭默认拉伸:打开镶嵌数据集的属性,单击常规选项卡,然后将源类型属性值设置为已处理。
增强
您有时可能需要对影像应用直方图拉伸,以确保影像正常显示。例如,可能需要将 12 位或 16 位影像缩至 8 位,以实现正常显示。通过修改栅格类型属性,可在将影像添加到镶嵌数据集时对影像进行增强处理。或者,也可在添加影像之后添加“拉伸”函数。
色彩校正
通常,色彩校正仅适用于 RGB 影像 - 即真彩色或假彩色影像产品(尽管可在多波段中实现)。推荐的工作流是:先创建包含彩色影像的派生镶嵌数据集,然后对其应用色彩校正。色彩校正工具可通过使用 ArcMap 中的“色彩校正”窗口进行访问。
属性字段
您可通过向属性表添加其他字段来包含适合源影像的所有属性。某些字段按照在栅格类型内定义的方式从影像中导入。如果您正在创建要合并为一个主镶嵌数据集的多个源镶嵌数据集,则应为它们定义一致的字段。
可能需要添加的一些常用字段包括:
- 开始日期 - 日期型字段
- 结束日期 - 日期型字段
- 质量 - 为每幅影像定义质量值的整型或文本型字段
- 注释 - 带有附加注释的文本型字段
另外,请不要忘记向用于概视图的字段中添加值。镶嵌数据集用户可以查看和查询这些字段;因此,可能需要对这些可访问的字段进行限制。您可设置能够从镶嵌数据集的“属性”对话框内部进行访问的字段。
概视图
生成概视图需要花费一些时间;因此,仅应在需要概视图的时候再创建概视图。例如,通常在创建源镶嵌数据集时需要计算概视图,但在创建派生镶嵌数据集时可能并不需要计算。另外,您可以将更低分辨率的影像或服务用作像素大小较低的数据源,进而免去需要生成概视图的麻烦。
基准面
如果数据和镶嵌数据集或用户的空间参考系统基于不同的椭球体,则可能需要指定具体的地理变换。您可在两个位置指定变换。如果向拥有与此镶嵌数据集不同基准面的镶嵌数据集添加影像,请设置“环境设置”对话框中的“地理变换”。如果知道用户或应用程序将使用与源影像或源镶嵌数据集不同的基准面,请打开镶嵌数据集属性(通过 ArcCatalog 或“目录”窗口),再单击“默认值”选项卡,然后设置“地理坐标系变换”属性。
镶嵌数据集示例
以下是一些典型镶嵌数据集的示例,以及对针对特定属性或注意事项提供的一些细节:
彩色影像 - 最佳的真彩色影像
- 创建 3 波段、8 位的镶嵌数据集
- 还可能同时包含彩色和全色影像
- 默认镶嵌方法为“按属性”,优先按最新和最高质量显示
- 默认压缩方式为 80% 质量下的 JPEG
- 如果影像需要色彩校正,则添加色彩校正
假彩色影像 - 最佳的假彩色 (432) 影像
- 创建 3 波段、8 位镶嵌数据集
- 添加所有波段,然后应用“提取波段”函数定义 432 组合,或者在向镶嵌数据集添加影像时定义波段组合
- 默认镶嵌方法为“按属性”,优先按最新和最高质量显示
- 默认压缩方式为 80% 质量下的 JPEG
- 可通过应用色彩校正来去除趋势
用于解译或分析的影像 - 用于卫星影像或航空影像的最优影像解译
- 创建 4 波段、16 位镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法为“按属性”,优先按最新和最高质量显示
- 默认压缩方式为 90% 质量下的 JPEG
用于分析的多光谱影像 - 通常超过 3 个波段
- 创建指定位数和波段数等于影像最大值的镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应优先按最新或最佳质量显示
- 通常为分析而创建,因此默认压缩方式应为 LZW
- 通常在引用源镶嵌数据集时使用,应排除全色锐化影像并优化多光谱影像的 MinPS 使其等于 0。这可确保在分析时不会用到全色锐化影像。
NDVI - 带有颜色表的归一化差值植被指数
- 创建 3 波段、8 位的镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应优先按最新或最佳质量显示
- 默认压缩方式为 90% 质量下的 JPEG
- 基于作分析使用的多光谱影像镶嵌数据集创建派生镶嵌数据集
- 向镶嵌数据集添加 NDVI 函数
表面正高或地面正高 - 采用正高(海平面以上)的最佳地面高程
- 创建 1 波段、32 位镶嵌数据集
- 要优先显示最精确的效果,可在属性表中创建一个字段来标识该值,并将默认镶嵌方法设置为“按属性”
- 默认压缩方式应为 LZW
- 还可包含用作高程数据丢失区域的背景源的低分辨率 DEM 或服务
地面椭球体高程 - 采用椭球体高度的最佳地面高程
- 与地面正高镶嵌数据集相同的属性
- 大部分高程数据是正高数据。对于精确的椭球体服务(例如,卫星影像的精确正射校正)有一些要求。可通过将精确的大地水准面应用于正高镶嵌数据集来创建此类镶嵌数据集。请参阅将正高转换成椭球体高度。
坡度 - 标识地面高程度数的坡度
- 基于地面正高镶嵌数据集创建 1 波段、8 位的派生镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应选择优先按最高质量显示
- 默认压缩方式应为 LZW
- 向镶嵌数据集添加“坡度”函数
- 量化精度为 1 度
- 对于某些应用程序,更适合使用浮点型像素类型定义镶嵌数据集
坡向 - 地面高程的坡向
- 基于地面正高镶嵌数据集创建 3 波段、8 位派生镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应选择优先按最高质量显示
- 默认压缩方式应为 LZW
- 向镶嵌数据集添加“坡向”函数
山体阴影 - 地面高程的山体阴影
- 基于地面正高镶嵌数据集创建 1 波段、8 位派生镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应选择优先按最高质量显示
- 默认压缩方式为 80% 质量下的 JPEG
- 向镶嵌数据集添加“山体阴影”函数
晕渲地貌 - 地面高程的晕渲地貌
- 基于地面正高镶嵌数据集创建 3 波段、8 位的派生镶嵌数据集
- 默认镶嵌方法应选择优先按最高质量显示
- 默认压缩方式为 80% 质量下的 JPEG
- 向镶嵌数据集添加“晕渲地貌”函数