栅格数据的编排
可采用四种方法来组织栅格数据(栅格数据模型):栅格数据集、镶嵌数据集、栅格目录以及表示要素属性的栅格。
关于管理栅格数据的一个主要设计方案就是将所有数据存储在单个数据集中还是以多个数据集的目录集合形式存储。在某些情况下,应用项目的要求可指定要使用的方法,而在其他情况下,可能很难明确做出选择。而使用镶嵌数据集就能很好地解决这个问题,因为镶嵌数据集是一种可以单个栅格数据集(镶嵌影像)形式显示的栅格数据的目录。
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)的组成,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附加(镶嵌)在一起形成一个更大的连续栅格数据集。请注意,在对部分叠置的栅格数据集进行镶嵌时,叠置区域中仅包含一组像元值。以下是栅格数据集的示例。
有许多地理处理工具专门用于处理栅格数据集。栅格工具集的栅格数据集工具概述中列出了这些工具。
镶嵌数据集
镶嵌数据集是一组以目录形式存储并以镶嵌影像方式显示的栅格数据集(影像)。也可以单独查看栅格数据集。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,同时也可以提高对选择内容的查询速度。
与栅格目录类似,镶嵌数据集中的各个栅格均具有自己的坐标系,但在显示时,这些栅格将被重新投影到镶嵌数据集的坐标系。此外,将使用镶嵌数据集的坐标系创建所有轮廓线或其他已计算的属性,如像素大小。
镶嵌数据集中的栅格数据不必相邻或叠置,也可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,也可使用没有连接在一起而形成连续影像的多个影像条带(例如,沿管线)。
数据甚至可以完全或部分叠置,但需要在不同的日期进行捕获。镶嵌数据集是一种用于存储临时数据的理想数据集。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栅格数据。与栅格目录类似,您可以添加不同投影、分辨率、像素深度以及波段数的栅格数据。而与栅格目录不同的是,您可以为整个数据集生成金字塔 (overview)(类似于金字塔)。这样便可更快速地查看数据,并且可以轻松地使用这些数据集。此外,还存在许多其他关于查看(包括设置镶嵌方法)的属性,这些属性使得这些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。
有许多地理处理工具专门用于处理镶嵌数据集。栅格工具集的镶嵌数据集工具概述中列出了这些工具。
栅格目录
栅格目录是以表格式定义的栅格数据集的集合,其中每个记录表示目录中的一个栅格数据集。栅格目录可以大到包含数千个影像。栅格目录通常用于显示相邻、完全重叠或部分重叠的栅格数据集,而无需将它们镶嵌为一个较大的栅格数据集。以下是栅格目录的示例,其中黄线表示单个栅格数据集的轮廓。此轮廓通常被视为栅格数据集的轮廓线或者线框。可以看到,此栅格目录显示中存在许多大小不同且表示不同数据类型的叠置栅格数据集。
目录中的各个栅格均具有自己的坐标系,这些坐标系可用来动态投影地图和 globe 显示的各种影像。
栅格目录有多种用途。您可以使用栅格目录来存储栅格影像的时间序列,例如,某个时间点的天气影像。也可以使用栅格目录来存储任意模式的影像轮廓线,例如,不符合切片模式的轮廓线。此外,还可以使用栅格目录来存储对工作流有意义的任何影像集合。
有许多地理处理工具专门用于处理栅格目录。栅格工具集的栅格目录工具概述中列出了这些工具。
比较栅格数据的存储模型
处理多个栅格数据集时,存在四种可用的存储模型:单独存储每个栅格数据集、将栅格数据集镶嵌为一个大栅格数据集、将栅格数据集存储为镶嵌数据集的成员,或者将栅格数据集存储为栅格目录的成员。
通常,当栅格数据集彼此不相邻或者很少在同一个项目中使用时,单独存储栅格数据集就是最佳方法。将输入数据集镶嵌在一起以形成一个单一范围的大型栅格数据通常适合许多应用项目,但在以下情况下可能需要使用镶嵌数据集或栅格目录:
- 栅格数据集的范围部分或完全叠置,而您需要保留公共区域。
- 栅格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。
- 您不需要同时查看整个区域(栅格目录以较小的比例显示线框);但如果确实需要查看整个区域,请使用镶嵌数据集。
- 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。
栅格数据集 | 镶嵌数据集 |
栅格目录 | |
---|---|---|---|
描述 |
某个对象的单张图片,或者覆盖某个具有空间连续性的区域的无缝影像。它可以是原始影像,也可以是许多影像附加(镶嵌)在一起而形成的结果。 | 以目录形式存储的栅格数据集的集合,通过该目录,可以存储、管理、查看以及查询栅格数据的集合。可将它视为镶嵌,但可访问集合中的各个栅格数据集。 |
以单个图层形式显示的栅格数据集的集合。栅格数据集可以采用不同的坐标系,并且可以具有不同的数据类型。 |
地图图层 |
一个地图图层。 | 一个地图图层。 |
一个地图图层。 |
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。 |
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,并且可在栅格目录表中存储为属性。 |
针对栅格目录中的各个栅格数据集项存储为属性列。 |
金字塔 |
整个栅格数据集的单个金字塔。 | 针对每个栅格数据集的金字塔,以及针对整个集合的金字塔 (overview)(类似于金字塔)。 |
针对栅格目录中的各栅格数据集的金字塔。 |
地理处理和影像分析 |
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优点 |
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缺点 |
更新文件或个人地理数据库栅格数据集时速度较慢,因为必须重写整个文件。 | 生成金字塔 (Overview) 需要一定的时间。 |
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用途 |
可直接用作影像服务。 | 可直接用作影像服务。 |
通过先创建引用栅格目录的引用镶嵌数据集,可用作影像服务。 |
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栅格数据时,可使用栅格数据集。 | 可使用镶嵌数据集来管理和显示栅格数据。它非常适合多维数据、查询、存储元数据以及叠置数据,并且提供了良好的混合解决方案。 |
以下情况下可使用栅格目录:存在海量影像资料档案库、要保留数据集之间的叠置部分、要管理时间序列数据以及相邻影像间的差异妨碍了镶嵌。 |
镶嵌数据集和栅格目录都非常适合管理大量的栅格数据集;但建议使用镶嵌数据集。通过使用镶嵌数据集或者非托管栅格目录,可以维护保存数据的目录或列表。此外,引用的镶嵌数据集还可在地理数据库外部以 *.amd 文件的形式存储。
栅格属性
栅格也可以表示要素类中某个要素的属性。这意味着,栅格类型的字段可以要素类(仅限地理数据库要素类)中某一列的形式存在。这类似于在字段中保存基于文件的影像的超链接,只不过栅格影像是在地理数据库中进行存储和管理的。例如,您可将商业属性的像片作为宗地要素的属性进行添加。
有关 ArcGIS 中支持的栅格数据集文件格式的信息,请参阅受支持的栅格数据集文件格式。