基本 Esri 影像和栅格术语

词汇说明

栅格与影像

栅格和影像是两个经常互相指代的术语。

影像是通用的二维图像表示。它不依赖于波长或遥感设备,如卫星、航空摄像机或地形传感器。影像可以显示在屏幕上,也可以打印出来。您可以查看表示栅格的影像。

栅格是描述影像存储方式的数据模型。栅格可定义组成影像的像素数(像元数)(以行和列的形式表示)、波段数以及位深度。当您查看栅格时,您查看的是该栅格数据的影像。

所有影像都是栅格,但并非所有栅格都被视为影像。例如,数字高程模型 (DEM) 是基于像元的栅格数据集,但通常不被视为影像。其他不被视为影像的栅格类型包括地磁数据、干涉图、深海探测数据和其他基于格网的数据集。

您还可能听说栅格被称为基于像元的数据集,但在 ArcGIS 文档中通常不这样使用。

像元和像素

像素通常会作为像元的同义词使用。像元和像素都是指栅格数据中的最小信息单位。像素是图像元素的简称,通常用于描述影像,而像元则通常用于描述栅格数据。

像元和像素具有尺寸和值。它们可以表示温度、土壤类型、高程和真实世界要素(例如,公园、湖泊和建筑物)等信息。

分辨率、比例和像元大小

分辨率、比例和像元(像素)大小都是指栅格数据中要素的大小。例如,有四种类型的分辨率:

  • 光谱分辨率 - 描述用于创建影像的电磁光谱内的波长。光谱分辨率通常是指波段数或通道数,包括电磁光谱间隔以及光谱内的波段宽度。
  • 时间分辨率 - 是指对地球表面的同一位置捕获影像的频率。
  • 辐射分辨率 - 用于描述传感器在电磁光谱的同一部分中对所查看对象的分辨能力。这种分辨率通常由传感器的位深度或灵敏度表示。典型传感器的每个波段具有 8 位、11 位或 16 位深度,位深度越大,传感器的灵敏度和辐射分辨率就越高。
  • 空间分辨率 - 与比例和像元大小有关,有时是指地面采样距离。空间分辨率(也称为像元大小)是单个像元所表示的地面上覆盖的区域的尺寸。比例是地图(或影像)上的距离或面积与地面上相对应的距离或面积之间的比率或关系,通常以分数或比率的形式表示。空间分辨率或像元大小会影响影像在特定比例下所表示的详细程度。

波段

栅格可以具有一个或多个波段或通道,波段由特定波长范围指定。多波段栅格通常称为多光谱影像,而具有高达数百个波段的栅格通常称为高光谱影像。多光谱、超级光谱和高光谱传感器的显著特点是:波段的波长间隔不重叠,可以支持可靠的分析影像处理。单波段栅格数据集表示单一现象(如高程)或只表示电磁光谱的一个波长范围(如黑白航空像片)。

栅格格式与栅格类型

栅格格式用于定义像素在文件中的存储方式,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。栅格类型用于与栅格格式一起标识元数据,例如地理配准、采集日期和传感器类型。

栅格产品

栅格产品的作用是使从特定传感器或数据提供商向您的地图添加影像变得更加容易,因为每一栅格产品均有独特的增强功能的集合以及波段组合以优化您数据的视图。栅格产品将在目录窗格中显示,并利用与特定供应商产品相关的元数据文件。它是用于生成栅格产品(例如,来自 Landsat 等卫星的多光谱或全色锐化影像)的元数据文件中的信息。

渲染

栅格数据集可在地图中以多种不同方式进行显示。栅格数据集的显示方式取决于它所包含的数据类型以及您要显示的内容。某些栅格中包含可自动用来显示栅格的预定义配色方案,即色彩映射表。对于那些未包含上述方案的栅格,可根据需要调整默认设置。

函数

函数允许您对一个或多个栅格定义和应用动态处理,但此处理不会永久地应用于栅格;而是在访问栅格时动态应用。

存储方法:数据模型

栅格数据集

栅格数据集是组织成一个或多个波段的任何有效的栅格格式。每个波段由一系列像素(单元)数组组成,每个像素都有一个值。栅格数据集至少有一个波段。可将多个栅格数据集在空间上拼接(镶嵌)在一起形成一个更大的连续栅格数据集。

镶嵌数据集

镶嵌数据集是一组存储在目录中并以单个镶嵌影像或单个影像(栅格)的方式显示或访问的栅格数据集(例如影像)。这些集合的总文件大小和栅格数据集数量都会非常大。添加栅格数据时会根据其栅格类型进行,该类型与栅格格式一起用于标识元数据,例如地理配准、采集日期和传感器类型。镶嵌数据集中的栅格数据集可以采用本机格式保留在磁盘上,也可在需要时加载到地理数据库中。可通过栅格记录以及属性表中的属性来管理元数据。通过将元数据存储为属性,可以更方便地管理诸如传感器方向数据等参数,并相应地将其用于处理镶嵌内的每个栅格。还可以使用元数据来实现快速查询,以便选择影像。

在 ArcGIS 中使用镶嵌

在 ArcGIS 中,“镶嵌”这一术语存在以下几种使用方式:

  • 镶嵌数据集 - 地理数据库中的数据模型,用于管理以目录形式存储并以镶嵌影像方式查看的栅格数据集(影像)的集合(上文进行了详细介绍)。这种镶嵌数据集使用镶嵌数据集工具集中的地理处理工具进行创建和编辑。
  • 镶嵌的影像 - 在视图中显示的由两个或多个影像组合而成的影像或栅格。通常,在查看镶嵌数据集时会看到镶嵌影像。
  • 镶嵌 - 描述将多个栅格数据集组合或合并在一起的操作。

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