GIS中栅格影像金字塔结构

栅格数据集的物理存储采用“金字塔层—波段—数据分块”的多级索引机制进行组织, 采用金字塔结构存放多种空间分辨率的栅格数据,同一分辨率的栅格数据被组织在一个层面(Layer)内,而不同分辨率的栅格数据具有上下的垂直组织关系:越靠近顶层,数据的分辨率越小,数据量也越小,只能反映原始数据的概貌;越靠近底层,数据的分辨率越大,数据量也越大,更能反映原始详情。

下面是ArcGIS中的金字塔结构

金字塔通过仅检索使用指定分辨率(取决于显示要求)的数据,可以加快栅格数据的显示速度。利用金字塔,可在绘制整个数据集时快速显示较低分辨率的数据副本。而随着放大操作的进行,各个更精细的分辨率等级将逐渐得到绘制;但性能将保持不变,因为您在连续绘制更小的各个区域。数据库服务器会根据用户的显示比例自动选择最适合的金字塔等级。如果不使用金字塔 (pyramid),则必须从磁盘中读取整个数据集,然后将其重采样为更小的大小。这便称为“显示重采样”,发生在刷新 ArcGIS 显示内容时。

每个栅格数据集只需构建一次金字塔,之后每次查看栅格数据集时都会访问这些金字塔。栅格数据集越大,创建金字塔集所花费的时间就越长。但是,这也就意味着可以为将来节省更多的时间。

尽管无法为栅格目录构建金字塔,但是可以为栅格目录中的每个栅格数据集构建金字塔。镶嵌数据集与栅格目录类似。您可以为镶嵌数据集中的每个栅格数据集构建金字塔;而为镶嵌数据集构建金字塔时只能使用镶嵌数据集工具集中的特定工具。

金字塔重采样方法

有三种金字塔重采样方法可供使用:最邻近法、双线性和双三次卷积。最邻近法是默认采用的方法,通常适用于任意类型的栅格数据集。但是,建议对带有色彩映射表的离散(标称)数据或栅格数据集(如土地利用数据、经过扫描的地图和伪彩色图像)应用最邻近法。对于连续数据(如卫星影像或航空摄影),应使用双线性插值法或双三次卷积法。尽管双线性插值法执行速度更快,但是得到的结果却不如双三次卷积法的结果锐利。对于 1 位 TIFF 或 IMG,建议使用双线性插值法。

镶嵌和栅格数据集原点

在 ArcSDE 地理数据库或文件地理数据库中镶嵌栅格数据时,可在栅格数据镶嵌到栅格数据集的过程中为栅格数据集构建金字塔,也可以在加载完成后构建金字塔。ArcGIS 允许构造部分金字塔,即在执行镶嵌操作期间仅重新构建与源数据重叠的那部分金字塔。这在更新已镶嵌栅格数据集时大有裨益,因为添加新栅格数据集后,无需为整个栅格数据集重新构建金字塔。但是,如果更新的是栅格数据集原点(金字塔的参考点)处的数据,则需要为整个栅格数据集重新构建金字塔。

栅格数据集的原点即为栅格数据集左上角的坐标。金字塔的构造始于该坐标,然后向右、向下持续进行。如果从栅格数据集的原点开始向左或向上镶嵌数据,ArcSDE 需要变换原点,以使原点仍位于左上角。变换现有栅格数据集的原点后,ArcSDE 需要重新构建金字塔。重新构建金字塔的操作可能非常耗时,尤其是在大量栅格数据集源文件(或其他栅格数据集)已经镶嵌到栅格数据集中从而使该栅格数据集变大的情况下更是如此。

由于重新构建金字塔操作非常耗时,因此应该通过分析源数据来识别出栅格数据集左上角栅格的坐标,然后在创建栅格数据集时输入该坐标。您在创建栅格数据集时自行设置了金字塔参考点的 x 坐标和 y 坐标(请参阅创建栅格数据集),而并没有使用所插入第一个栅格数据集的左上角坐标。因此便可以通过在创建栅格数据集时设置金字塔的参考点来避免变换栅格数据集的原点。

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GIS中栅格数据的管理 GIS系统中栅格数据逻辑结构

作者:,GIS爱好者。
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