镶嵌数据集 详细解说.docx
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镶嵌数据集详细解说
【技术类】【且听我说“镶嵌数据集”】概述篇：
影像管理的内容有哪些
对ArcGIS影像技术稍有了解的童鞋应该都知道，ArcGIS影像侧重的是大规模影像的管理和共享，之前的【ArcGIS影像服务】系列博文（
由于内容实在是太多，这回先列个提纲，和各位交代一下都要说些啥事。
1、ArcGIS影像数据管理
栅格数据集
栅格目录
镶嵌数据集
2、镶嵌数据集概述
3、镶嵌数据集特点
动态镶嵌
实时处理
4、镶嵌数据集支持的数据格式
基础栅格数据
传感器影像数据
其它数据
5、镶嵌数据集描述
镶嵌数据集结构
镶嵌数据集属性表
镶嵌数据集其它属性信息
6、镶嵌数据集操作
数据预处理
建立镶嵌数据集
添加影像数据
镶嵌规则设置
黑边去除
边界显示
影像匀色
接边线构建
快视图构建
镶嵌数据集同步
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。
图：
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；
图：
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
10289
16474
3198402a_sid
10290
10290
16475
3198403a_sid
10291
10291
16476
3198404a_sid
10292
10292
栅格数据集工具位于DataManagementTools>Raster>RasterCatalog。
图：
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。
图：
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。
图：
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。
图：
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。
图：
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）。
图：
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。
图：
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。
图：
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：
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。
图：
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。
图：
镶嵌数据集属性表
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。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o ByAttribute—属性选择方法。
通过定义的元数据属性值进行影像选择。
o 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。
o Seamline—接边线方法。
利用生成的接边线进行影像镶嵌。
o LockRaster—锁定栅格法。
通过ObjectID锁定影像数据。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o 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。
o Full—将会传输基础栅格信息及函数处理链。
默认为Full。
o Basic—基础栅格信息，如行列数，像元大小，空间参考信息。
o 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。
图：
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>Raster>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
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