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影像和栅格数据的存储和管理<栅格数据重采样的主要方法有哪些>

影像和栅格数据的存储和管理

影像数据通常需经过处理,以创建支持动态处理或另存为其他更新版本的数据形式。 这些影像数据集和数据集的集合通常很大,因此拥有良好的管理功能十分重要。 ArcGIS Pro 则专为实现这一目的而设计。

影像和栅格数据的结构和存储模型

有三种方法可用于存储影像和栅格数据:存储为文件系统中的文件、存储在地理数据库中,或者通过地理数据库进行管理但存储在文件系统中。 还包括确定是否将所有数据存储在一个单独的数据集中,或者存储在可能具有多个数据集的目录中。 如果将数据存储在文件系统中,则存储的是栅格数据集。 地理数据库既可以存储栅格数据集,也可以存储镶嵌数据集。

栅格数据集

大多数影像数据和栅格数据(例如正射影像或 DEM)均作为栅格数据集提供。 栅格数据集这个术语是指存储在磁盘上或可作为存储在云存储中的单个影像进行访问的一切栅格模型。 栅格数据集是构建其他数据集的最基本的栅格数据存储模型,例如,镶嵌数据集可管理栅格数据集。 它也是许多处理栅格数据的地理处理工具的输出。

栅格数据集是组织成一个或多个波段的所有有效的影像或栅格格式。 每个波段由一系列像素数组组成,每个像素都包含一个值。 影像或栅格数据集至少有一个波段。 ArcGIS Pro 支持超过 70 种栅格数据集文件格式,其中包括 TIFF、JPEG 2000、云栅格格式 (CRF) 和 NITF。

镶嵌数据集

镶嵌数据集是一组以影像集合形式存储并以单个镶嵌影像或单个影像(栅格)的形式供用户查看或访问的栅格数据集(影像)。 这些集合的总文件大小和数据集数量都会很大。 镶嵌数据集中的影像可以采用原生格式保留在磁盘上,也可以存于地理数据库中。 可通过影像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,同时也可以提高对选择内容的查询速度。

单个影像和元数据可组成镶嵌数据集。

镶嵌数据集中的数据不必相邻或重叠,也允许以未连接的不连续数据集的形式存在。 例如,您可以使用完全覆盖某个区域的影像,也可使用没有连接到一起形成连续影像的多条影像(例如,沿管线)。显示连续的数据范围。显示不连续的数据范围。

数据可以完全或部分重叠,但需要在多个日期捕获。 镶嵌数据集是一种用于存储时态数据的理想数据集。 您可以在镶嵌数据集中根据时间或日期查询所需的影像,也可以使用某种镶嵌方法来根据时间或日期属性显示镶嵌影像。

镶嵌数据集并不局限于某种特定类型的影像数据。 您可以从不同的传感器系统中添加不同投影、分辨率、像素深度以及波段数的影像数据。 可以生成整个数据集合的概视图。 这样便可更快速地查看数据,并且可以快速地使用这些数据集。 此外,还提供许多其他用于数据查看(包括设置镶嵌方法)的属性,这些属性使得数据集在各种情况下具有独特性和功能性。 您还可以根据空间和非空间查询约束来查询镶嵌数据集。 查询结果可以是一组您能够依次处理的影像,也可以是一个动态生成的镶嵌影像。

除了影像数据之外,您还可以采用存储影像数据集所使用的方式在镶嵌数据集中存储和管理激光雷达数据,甚至可将其与影像数据集一起存储。 激光雷达数据可以在文件系统中存储为 .las 文件或 LAS 数据集,或者在地理数据库中存储为 terrain 数据集。

注:

镶嵌数据集兼容性取决于用于构建它们的 ArcGIS 版本,且将在特定发布周期内在 ArcGIS 平台中兼容。 通常,可以使用较新版本的 ArcGIS 来读取和处理使用较旧版本 ArcGIS 创建的镶嵌数据集。 但是,使用较新版本的 ArcGIS 创建的镶嵌数据集可能无法向后兼容较旧版本。 有关镶嵌数据集兼容性的信息,请参阅下表:

ArcGIS Pro 版本ArcGIS Enterprise、ArcGIS Server 和 ArcMap 版本ArcGIS AllSource 版本

Pro 3.3

11.3

AllSource 1.2

Pro 3.2

11.2

AllSource 1.1

Pro 3.1

11.1

AllSource 1.0

Pro 3.0

11

Pro 2.9

10.9.1

Pro 2.8

10.9

Pro 2.7

10.9

Pro 2.6

10.8.1

Pro 2.5

10.8

Pro 2.4

10.7.1

Pro 2.3

10.7

Pro 2.2

10.6.1

Pro 2.1

10.6

Pro 2.0

10.5.1

Pro 1.4

10.5

Pro 1.3

10.4.1

Pro 1.2

10.4

Pro 1.1

10.3.1

Pro 1.0

10.3

栅格数据存储模型比较

通常,当影像彼此不相邻或者很少在同一个工程中使用时,单独存储影像数据集是最佳方法。 将输入镶嵌在一起以形成单个范围的大型影像数据文件通常适合许多应用项目,但镶嵌数据集在以下情况下可能更合适:

影像范围部分或完全叠置,而您需要保留公共区域。影像数据集表示在某个时间序列的不同时间点对同一区域的观察结果的集合。您仅希望显示研究区域,而非整个影像集合。您需要将一组影像作为一个整体进行管理,但同时又需要保留它们独立的状态。您需要记录和管理用来描述各影像的其他属性列。比较栅格数据存储模型栅格数据集镶嵌数据集

描述

某个对象的单张图片,或者覆盖某片空间连续区域的无缝影像。 它可以是单张原始影像,也可以是许多影像合并(镶嵌)的结果。

一组存储为集合的影像数据集,允许您存储、管理、查看和查询影像和激光雷达数据的集合。 可将它视为镶嵌影像,但集合中的各个数据集可作为项目供您访问。

存储

存储为磁盘或地理数据库中的文件。

存储在地理数据库中,可以进行参考,而源数据存储为磁盘上的文件。

同类数据还是异类数据

同类数据:单一格式、数据类型和文件。

异类数据:多种格式、数据类型、文件大小和坐标系。

元数据

存储一次,并且应用于完整数据集。

可存储在栅格记录中,并且可在属性表中存储为属性。

缩减采样的数据集

整个影像数据集的金字塔。

针对每个影像数据集的金字塔,以及整个集合的概视图。

地理处理和影像分析

可用作许多地理处理和分析工具的数据源,包括栅格函数和 RFT。

可用作许多地理处理和分析工具的数据源,包括栅格函数和 RFT。

优点

可在任何比例下快速显示。可在地理数据库中作为单个文件移动。管理大型影像数据集合。可保留输入影像的名称和格式。可在任何比例下快速显示。不会丢失用于创建镶嵌的数据。用户能够访问集合中的全部内容。可通过设置属性来控制镶嵌显示画面。动态处理。

缺点

更新文件地理数据库影像数据集时速度较慢,因为必须重写整个文件。创建过程中会失去原始文件名和格式。根据输入影像的文件大小和压缩程度,输出的文件大小可能比输入数据大得多。创建单个文件的速度可能较慢。

生成概视图需要一定的时间。如果将源影像移动到新的文件位置,则必须调整镶嵌数据集中的引用。

用途

直接用作影像服务。

直接用作影像服务。

建议

如果不需要保留镶嵌影像之间的叠置部分,或者需要快速显示大量的影像数据时,可使用栅格数据集。

可使用镶嵌数据集来管理和可视化影像和激光雷达数据。 它非常适合多维数据和重叠数据,支持查询、存储元数据,并且提供了良好的混合解决方案。

栅格数据存储模型的比较地理数据库中的栅格数据存储

在下述情况下可将栅格数据存储在地理数据库中:要管理影像、添加行为和控制方案时;要将一组定义明确的栅格数据集作为地理数据库管理系统 (DBMS) 的一部分进行管理时;要使用单一架构来管理全部内容时。 地理数据库主要有两种类型:企业级地理数据库和文件地理数据库。

企业级地理数据库可以支持 DBMS 中的多种操作。 文件地理数据库可供单个用户进行编辑,但不支持版本管理。 它们位于文件系统目录中,因此不需要密码就可以进行访问。 文件地理数据库和企业地理数据库共享相同的基本存储架构。

注:

每种地理数据库的功能行为基本相同;不过,对于某些特定的工具或程序,其功能行为将有所区别。 有关工具或程序的行为差异的信息,请参阅此参考帮助中的指定工具或程序部分。

比较文件地理数据库和企业级地理数据库中的栅格存储栅格存储特征文件地理数据库企业级地理数据库

大小限制

每个栅格数据集 1 TB

无限制;取决于 DBMS 限制

栅格数据集文件格式

文件地理数据库栅格数据集

企业级地理数据库栅格数据集

存储

栅格数据集:托管镶嵌数据集:非托管栅格数据集:托管镶嵌数据集:非托管

存储在文件系统中

存储在 RDBMS 中

压缩

LZ77、JPEG、JPEG 2000 或无

LZ77、JPEG、JPEG 2000 或无

金字塔

支持部分金字塔

支持部分金字塔

镶嵌

可以在镶嵌时追加栅格数据集

可以在镶嵌时追加栅格数据集

更新

允许增量更新

允许增量更新

用户数

单个用户和较小的工作组;多位读取者和一位写入者

多用户;许多用户和许多写入者

比较文件地理数据库和企业级地理数据库地理数据集中的栅格块表

栅格数据大小通常比要素大得多,因此需要端表以存储数据。 例如,典型的全色正射影像可以有 20,000 行 x 20,000 列(4 亿像素值)或

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