编程实现BIPBSQBIL三种格式转换.docx
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编程实现BIPBSQBIL三种格式转换
编程实现BIP、BSQ、BIL三种格式转换
一、实验目的
理解遥感图像BIP、BIL、BSQ三种格式数据的组织方式,以及它们互相转换原理和方法。
二、实验原理
ENVI栅格图像文件,是以字节数据为单位,再按照指定顺序组织、排列而成,具体有如下三种方式:
1.BIP(像元波段交叉式):
以一对像元为基本单位进行记录;
2.BIL(波段按行交叉格式):
按照扫描行为单位各波段同一扫描行数据依次记录,图像按顺序第一个像元所有的波段,接着是第二个像元的所有波段,然后是第三个像元的所有波段,等等,直到像元总数为止;
3.BSQ(波段顺序格式):
以波段为单位,每波段所有扫描行依次记录,每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。
所以实现三种格式的转换,实际上是对图像字节进行重新排序。
三、实验思路
四、实验步骤
1.新建项目文件:
本实验选用的语言是C#,开发工具是VisualStudio2010,通过“文件—新建—项目—C#—Windows窗体应用程序”,命名“格式转换”即可;
2.编写代码:
通过实验思路的流程图,我们确定代码也应该分这三个功能来写,对应可以组织为三个大方法,再细分,调用即可。
(1).编写读取头文件代码:
ENVI中栅格图像被分为两个文件存储,一个“.HDR”头文件和一个数据文件,头文件存储了图像描述信息,它是一个文本文件,我们可以用System.IO.SreamReader字符读取流按行读取,再用字符串匹配方法,以读取字段的方式获取图像的行数、列数、波段数、基本数据类型,即可,具体代码可见后文代码附录;
(2).编写数据读取数据文件代码:
图像数据组织方式有BIP、BIL、BSQ三种,那么对应的也应该有三个方法按照行、列、波段交叉顺序对图像字节数据进行读取,具体代码见后文;
(3).编写字节数据重排列存储代码:
在读取了图像数据文件后,可以通过类按照目标类型格式文件组织顺序,把字节数据写入到文件中保存即可,具体代码见后文。
3.编译与调试:
通过用预先知道内部字节数据的实验文件,进行测试,辅助断点调试,可排除一般问题,接着编译生成目标程序;
4.运行程序查看结果:
通过对多种格式、多种基本数据类型、多种像素大小的文件进行多种方式转换,再利用ENVI打开两个图像查看是否一样,再辅以“Link”功能看同一像素点值是否相同,这样可以深层确定转换的正确性。
五、结果与分析
1.结果
程序运行界面
转换后结果
2.分析总结
(1).读取头文件时,不能通过各字段的现有位,按位读取,应该按行读取,再利用字符串匹配方式,找到指定字段,这样避免字段位变化时读取出错误信息;
(2).再读取数据文件和写入存储时,应该要以基本数据类型长度个字节为单位进行,不能单纯的以一个字节操作,不然会不具有普遍性,遇到以“int、float”为基本类型的文件时,就会出错;
(3).要想节省代码,可先将各种格式数据读取存储为一种格式字节数组中,再从这个格式往其他格式进行转换,这样可以节省不少工作量,但是引入了中间数组,耗费了内存。
六、源代码附录
1.读取头文件信息
///
/// 读取头文件信息
///
/// 头文件路径和名称
/// 像素列数
/// 像素行数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 文件组织格式
/// 返回是否读取成功
public static bool ReadHDR(String str,out int iColumnsCount,out int iLinesCount,out int iBandsCount,out int iType,out String strInterLeave)
{
bool blnSuccess = false;
iColumnsCount = -1;
iLinesCount = -1;
iBandsCount = -1;
iType = -1;
strInterLeave = "";
//初始化各个变量
StreamReader hdr;
try
{
hdrfile = new StreamReader(str);
string content="";
while(hdrtrue)
{//获取像素列数
content = hdr();
if(content.Contains("samples"))
{
String samples = content.Substring(content.IndexOf("=") + 1, content.Length - content.IndexOf("=") -1).Trim();
iColumnsCount = Convert.ToInt32(samples);
System.Console.WriteLine(samples);
break;
}
}
while (hdr !
= true)
{//获取像素行数
content = hdr();
if (content.Contains("lines"))
{
String lines = content.Substring(content.IndexOf("=") + 1, content.Length - content.IndexOf("=") - 1).Trim();
iLinesCount = Convert.ToInt32(lines);
System.Console.WriteLine(lines);
break;
}
}
while (hdr !
= true)
{//获取波段个数
content = hdr();
if (content.Contains("bands"))
{
String bands = content.Substring(content.IndexOf("=") + 1, content.Length - content.IndexOf("=") - 1).Trim();
iBandsCount = Convert.ToInt32(bands);
System.Console.WriteLine(bands);
break;
}
}
while (hdr !
= true)
{ //获取数据种类
content = hdr();
if (content.Contains("data type"))
{
String type = content.Substring(content.IndexOf("=") + 1, content.Length - content.IndexOf("=") - 1).Trim();
iType = Convert.ToInt32(type);
System.Console.WriteLine(type);
break;
}
}
while (hdr !
= true)
{ //获取数据解译方式
content = hdr();
if (content.Contains("interleave"))
{
String interleve = content.Substring(content.IndexOf("=") + 1, content.Length - content.IndexOf("=") - 1).Trim();
strInterLeave = interleve;
System.Console.WriteLine(interleve);
blnSuccess = true;
break;
}
}
}
catch
{//读取失败
hdr();
hdr();
return false;
}
hdr();
hdr();
//关闭文件流,释放内存
return blnSuccess;
}
2.读取数据文件进行转换存储
///
/// bip转换为bsq
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BipToBsq(string strInput strOutput pixComCounts,int pixLineCounts,int bands,int type)
{
bool blnSuccess = true;
inputF = new (strInputFile, .Open);
outputF = new (strOutputFile, .CreateNew);
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if (totalsize !
= inputF.Length)
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0, bt;
while ((bt = inputF.ReadByte()) > -1)
{//读取出全部字节数据,存储在数组中
bts[num] = (byte)bt;
num++;
}
for (int bandnum = 0; bandnum < bands; bandnum++)
{//读取波段写入
for (int row = 0; row < pixLineCounts; row++)
{//按行写入
for (int columnum = 0; columnum < pixComCounts; columnum++)
{ //读取列写入
int startpos = pixComCounts * type * bands * row + columnum * type * bands + bandnum * type;
for (int typenum = 0; typenum < type; typenum++)
{//读取数据基本单元类型输入数据
outputF.WriteByte(bts[startpos + typenum]);
}
}
}
}
outputF.Flush();//保存缓存文件
outputF.Close();//关闭撤销变量文件
outputF.Dispose();
inputF.Close();
inputF.Dispose();
return blnSuccess;
}
///
/// bsq转换为bil
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BsqToBil(string strInputFile, string strOutputFile, int pixComCounts, int pixLineCounts, int bands, int type)
{
bool blnSuccess = true;
inputF = new (strInputFile, .Open);
outputF = new (strOutputFile, .CreateNew);
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if(totalsize!
=inputF.Length)
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0,bt;
while((bt=inputF.ReadByte())>-1)
{//读取出全部字节数据,存储在数组中
bts[num] = (byte)bt;
num++;
}
for (int row = 0; row < pixLineCounts; row++)
{//按行写入数据
for (int bandnum = 0; bandnum < bands;bandnum++)
{//按波段写入数据
int startpos = pixComCounts * pixLineCounts * type * bandnum+row*pixComCounts*type;
for (int columnum = 0; columnum < pixComCounts; columnum++)
{ //写入没一列数据
for (int typenum = 0; typenum {//按数据基本单元类型输入数据
outputF.WriteByte(bts[startpos + columnum*type+typenum]);
}
}
}
}
outputF.Flush();//保存缓存文件
outputF.Close();//关闭撤销变量文件
outputF.Dispose();
inputF.Close();
inputF.Dispose();
return blnSuccess;
}
///
/// bil转换为bip
///
/// 源文件名称与路径
/// 目标文件名称与路径
/// 像素行数
/// 像素列数
/// 波段数
/// 基本数据类型代码
/// 是否转换成功
public static bool BilToBip(string strInputFile, string strOutputFile, int pixComCounts, int pixLineCounts, int bands, int type)
{
bool blnSuccess = true;
inputF = new (strInputFile, .Open);
outputF = new (strOutputFile, .CreateNew);
int totalsize = pixComCounts * pixLineCounts * bands * type;//计算输入文件总字节数
if (totalsize !
= inputF.Length)
{
return false;
}
byte[] bts = new byte[totalsize];
int num = 0, bt;
while ((bt = inputF.ReadByte()) > -1)
{//读取出全部字节数据,存储在数组中
bts[num] = (byte)bt;
num++;
}
for (int row = 0; row < pixLineCounts; row++)
{//按行写入
for (int columnum = 0; columnum < pixComCounts; columnum++)
{ //读取列写入
for (int bandnum = 0; bandnum < bands; bandnum++)
{//读取波段写入
int startpos = pixComCounts * type * row * bands + pixComCounts * type * bandnum+type*columnum;//获取基准位置
for (i