重采样插值技术实现与应用
arcgis重采样原理
arcgis重采样原理
ArcGIS中的重采样是指在进行栅格数据处理时，改变像元的大小或分布以适应新的空间范围或分辨率。
重采样原理涉及到对原始像元值的重新分配和插值。
在ArcGIS中，重采样的原理主要包括以下几个方面：
1. 插值方法，ArcGIS提供了多种插值方法，如最近邻插值、双线性插值、三次样条插值等。
最近邻插值是将目标像元的值设置为最接近的原始像元的值，双线性插值是基于四个最近的原始像元进行加权平均，而三次样条插值则使用更多的邻近像元进行加权平均。
不同的插值方法会对重采样结果产生影响。
2. 分辨率调整，重采样可以用于调整栅格数据的分辨率，通过增加或减少像元的数量来改变栅格数据的空间分辨率。
这涉及到对原始像元进行重新分配和插值，以适应新的分辨率要求。
3. 数据变换，在进行重采样时，还可以对栅格数据进行变换，如放大、缩小、旋转等操作，以适应不同的空间范围或投影要求。
4. 保留像元值，在重采样过程中，需要考虑如何保留原始像元的值信息，避免数据失真或信息丢失。
这涉及到对像元值的重新分配和插值算法的选择。
总的来说，ArcGIS中的重采样原理涉及到对栅格数据的像元值重新分配、插值计算、分辨率调整和数据变换等操作，以实现栅格数据在空间范围或分辨率上的调整和变换。
在实际应用中，需要根据具体的数据要求和分析目的选择合适的重采样方法和参数，以确保数据处理的准确性和有效性。
遥感影像重采样方法实现与应用研究
遥感影像重采样方法实现与应用研究遥感影像重采样是指将高分辨率遥感影像转化为低分辨率的过程，或者将低分辨率遥感影像转化为高分辨率的过程。
重采样方法对于遥感影像处理和分析具有重要意义，尤其是在遥感图像融合、遥感影像目标提取、变化检测等方面。
常用的遥感影像重采样方法有最近邻法、双线性插值法和三次样条插值法。
最近邻法是一种简单而快速的重采样方法，它通过选择原始像素中最接近目标像素的值进行重采样。
最近邻法容易产生锯齿状的伪影。
双线性插值法是一种常用的重采样方法，它通过对目标像素周围的四个最近邻像素进行线性插值计算得到目标像素的值。
双线性插值法能够减少锯齿状伪影，但对于高频信息处理得不够理想。
三次样条插值法是一种取样点周围像素进行三次多项式内插得到插值像素的方法。
它可以更好地保留遥感影像的细节信息，但计算复杂度较高。
遥感影像重采样方法的应用主要包括以下几个方面。
遥感图像融合是将不同分辨率、不同波段的遥感影像融合为一幅具有多波段、高分辨率的影像，以提高遥感影像的解译精度。
重采样方法在图像融合中起到关键作用，能够将不同分辨率的影像进行对齐，并保留各自影像的特征信息。
遥感影像目标提取是指从遥感影像中自动提取感兴趣目标的过程。
重采样方法能够提高遥感影像的分辨率，使目标边界更加清晰，有助于目标提取算法的准确性和可靠性。
遥感影像的变化检测是指对于相同地区的不同时间的遥感影像进行比较，以确定变化区域的过程。
重采样方法能够将不同时间的遥感影像进行像素对齐，提高变化检测的精度和可靠性。
遥感影像重采样方法在遥感影像处理和分析中具有重要的作用。
不同的重采样方法适用于不同的应用场景，选择合适的重采样方法能够提高遥感影像处理的结果质量。
随着遥感技术的不断发展和应用的扩大，重采样方法的研究和应用将会得到进一步的深化和拓展。
图像处理技术中的图像缩放与重采样方法
图像处理技术中的图像缩放与重采样方法图像缩放与重采样是图像处理中常见的操作，用于改变图像的尺寸大小。
在数字图像处理领域，图像缩放与重采样方法有多种，其中最常用的包括最邻近插值法、双线性插值法、双三次插值法等。
本文将针对这些常见的图像缩放与重采样方法进行详细介绍。
最邻近插值法是一种简单粗暴的方法，它的原理是将目标图像中每个像素的值直接对应到原图像中的最邻近邻居像素值。
这种方法的优点是计算速度快，在图像放大时不会产生新的像素信息，但缺点是会导致图像出现锯齿状的马赛克效应，无法保持图像的细节。
双线性插值法是一种更加平滑的方法，它的原理是根据目标图像中每个像素的位置，计算其在原图像中的周围四个像素的加权平均值。
通过这种方法，可以在图像缩放时，保持图像的平滑性和连续性，在一定程度上弥补了最邻近插值法的不足。
然而，双线性插值法在处理非均匀纹理和边界时，可能会导致图像模糊和色彩失真的问题。
双三次插值法是一种更加精确的方法，它在双线性插值的基础上增加了更多的像素点计算，通过周围16个像素点的加权平均值来计算目标像素值。
这种方法对于图像细节的保留和复原效果更好，但同时也会增加计算量。
在实际应用中，双三次插值法通常被用于图像放大和缩小较大倍数的场景，以获得更好的图像质量。
除了上述的插值方法，还有一种特殊的重采样方法被广泛应用，称为快速傅里叶变换（FFT）方法。
该方法利用傅里叶变换的频域性质，通过对原始图像进行傅里叶变换、调整频域域值并对结果进行逆变换，从而完成图像缩放和重采样的过程。
FFT方法在一些特殊的应用场景中具有快速和高效的优势，但其在一般情况下常常需要与其他插值方法结合使用。
总结来说，图像缩放与重采样是图像处理中不可或缺的一部分，不同的缩放与重采样方法有着各自的优缺点。
在实际应用中，我们可以根据实际需求和资源限制选择适合的方法。
最邻近插值法适用于速度要求较高的情况，双线性插值法适用于一般的图像缩放和重采样操作，而双三次插值法适用于要求较高的图像放大和缩小操作。
DEM重采样中双三次样条曲线插值方法的应用
DEM重采样中双三次样条曲线插值⽅法的应⽤DEM重采样(Resample)可⽣成与原始格⽹不同空间分辨率的格⽹DEM，产⽣的结果运⽤在匹配遥感图象分辨率以⽣成三维地形场景，及建⽴细节层次模型（LOD）等⽅⾯。
在重采样的过程中，插值计算的⽅法有最近邻域、距离反转加权、双线性、B样条曲线和双三次样条曲线（Bicubic Spline Interpolation）等。
本⽂详细介绍最后⼀种⽅法。
1)在⽤户设置新的分辨率（即基础单元格⽹⼤⼩发⽣变化）后，插值⽣成的结果格⽹与原始格⽹保持不变的是，最⼩和最⼤XYZ轴数值，⽽单元⼤⼩变化导致格⽹的⾏数与列数重新计算。
2)对结果格⽹初始化后，逐⾏列进⾏每个单元的循环，仅仅差每个单元位置处的Z轴数值，此时以位置为参数（在两个格⽹之间是保持不变的），寻找原始格⽹此处的Z轴数值，此刻可在原始格⽹此位置的邻域运⽤各种插值算法确定这个未知数值。
3)接下来的⼯作，⾸先找到最接近此位置的单元格，然后确定此单元格邻域4X4的范围内16个元素的Z轴数值，以此位置与单元格的距离差和16个邻域数值为参数，采⽤双三次样条曲线插值⽅法计算未知数值。
double CGV3dDEMGrid::GetValAtPosBiCubicSpline(double dx, double dy, double z_xy[4][4]){double a0, a2, a3, b1, b2, b3, c[4];for(int i=0; i<4; i++){a0 = z_xy[0][i] - z_xy[1][i];a2 = z_xy[2][i] - z_xy[1][i];a3 = z_xy[3][i] - z_xy[1][i];b1 = -a0 / 3.0 + a2 - a3 / 6.0; //求解系数b2 = a0 / 2.0 + a2 / 2.0;b3 = -a0 / 6.0 - a2 / 2.0 + a3 / 6.0;c[i] = z_xy[1][i] + b1 * dx + b2 * dx*dx + b3 * dx*dx*dx; //记录系数}a0 = c[0] - c[1];a2 = c[2] - c[1];a3 = c[3] - c[1];b1 = -a0 / 3.0 + a2 - a3 / 6.0; //求解系数b2 = a0 / 2.0 + a2 / 2.0;b3 = -a0 / 6.0 - a2 / 2.0 + a3 / 6.0;return( c[1] + b1 * dy + b2 * dy*dy + b3 * dy*dy*dy );}附图:图1 10⽶分辨率重采样结果图图2 原始数据显⽰图(5⽶分辨率)图3 2.5⽶分辨率重采样结果图。
重采样原理
重采样原理重采样是指在信号处理中，对信号进行重新取样的过程。
在实际应用中，重采样是一种非常重要的信号处理技术，可以用来改变信号的采样率，从而适应不同的系统要求。
在本文中，我们将介绍重采样的原理及其在实际应用中的一些常见方法。
重采样的原理可以简单地理解为对原始信号进行重新采样，以获得新的采样点。
在进行重采样时，通常会改变信号的采样率，这意味着新的采样点的时间间隔可能会与原始信号不同。
重采样的目的可以是为了匹配不同系统的采样率，也可以是为了改变信号的频率特性。
在实际应用中，重采样通常涉及到插值和抽取两种基本方法。
插值是指在已知采样点之间估计新的采样点，而抽取则是从已知采样点中选择部分点作为新的采样点。
这两种方法各有优劣，可以根据具体的应用场景选择合适的方法。
在数字信号处理中，重采样常常用于数字滤波器的设计和实现。
由于数字滤波器的性能与采样率密切相关，因此通过重采样可以改变信号的采样率，从而影响数字滤波器的性能。
另外，在数字通信系统中，重采样也可以用于时钟同步和信号恢复等关键环节。
除了插值和抽取，还有一些其他常见的重采样方法，如最近邻插值、线性插值、样条插值等。
这些方法各自具有特点，可以根据具体的需求选择合适的方法。
在选择重采样方法时，需要考虑信号的特性、系统的要求以及计算复杂度等因素。
总之，重采样是一种重要的信号处理技术，可以用于改变信号的采样率，适应不同系统的要求。
在实际应用中，重采样涉及到插值和抽取两种基本方法，以及一些其他常见的重采样方法。
选择合适的重采样方法需要考虑信号的特性、系统的要求以及计算复杂度等因素。
重采样的原理及方法对于数字信号处理、数字滤波器设计以及数字通信系统等领域都具有重要意义。
SAR影像几何校正中重采样和插值方法探析
SAR影像几何校正中重采样和插值方法探析摘要：几何精校正中重采样内插方法是为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应，根据确定的校正公式，对输入图像的数据重新排列。
常用的重采样方法有最近邻点法、双线性插值和三次卷积法。
考虑到上面3种方法的优缺点，提出一种快速重采样方法。
关键词：几何精校正插值方法重采样0 引言几何校正按照重采样方式分为直接法和间接法。
以间接法校正为例，加入输出图像阵列中的任一像素在原始图像中的投影点位坐标值为整数时，便可简单地将整数点位上的原始图像的已有亮度值间接取出填入输出图像。
但若该投影点位的坐标计算值不为整数时，原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度存在，于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值。
这个过程即称为数字图像亮度值的重采样。
1 精校正方法几何精校正中重采样内插方法是为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应，根据确定的校正公式，对输入图像的数据重新排列。
常用的重采样方法有最近邻点法、双线性插值和三次卷积法。
最近邻点法的优点是算法简单且能保持原始图像的亮度值不变，但常使采样后的遥感图像在亮度上不连续，原来光滑的边界出现锯齿状。
这种情况在图像的边缘表现得尤为突出。
双线性插值法的优点是计算较为简单，校正后的图像亮度连续，但因其具有低通滤波的性质，造成高频信息的损失，常使采样后的遥感图像变得模糊。
三次卷积法对前述两种方法的缺点都能克服，但计算量极大。
2 重采样方法2.1 双线性插值法该法的重采样函数是对辛克函数的更粗略近似，表达方式如下：3 结语该采样算法与双线性插值法很相似，不同的是该算法只考虑待采样点周围的两个点，而不是双线性插值法的四个点，因此从算法上来说较后者简单，与最近邻近插值法相比，该算法考虑了待采样点周围的像素亮度值对待采样点的亮度值的贡献，能够保持原图像的光谱信息，使得重采样图像具有较好的采样效果和质量。
SAR影像几何校正中重采样和插值方法探析
201科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛几何校正按照重采样方式分为直接法和间接法。
以间接法校正为例,加入输出图像阵列中的任一像素在原始图像中的投影点位坐标值为整数时,便可简单地将整数点位上的原始图像的已有亮度值间接取出填入输出图像。
但若该投影点位的坐标计算值不为整数时,原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度存在,于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来,构成该点位的新亮度值。
这个过程即称为数字图像亮度值的重采样。
1 精校正方法几何精校正中重采样内插方法是为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应,根据确定的校正公式,对输入图像的数据重新排列。
常用的重采样方法有最近邻点法、双线性插值和三次卷积法。
最近邻点法的优点是算法简单且能保持原始图像的亮度值不变,但常使采样后的遥感图像在亮度上不连续,原来光滑的边界出现锯齿状。
这种情况在图像的边缘表现得尤为突出。
双线性插值法的优点是计算较为简单,校正后的图像亮度连续,但因其具有低通滤波的性质,造成高频信息的损失,常使采样后的遥感图像变得模糊。
三次卷积法对前述两种方法的缺点都能克服,但计算量极大。
2 重采样方法2.1双线性插值法该法的重采样函数是对辛克函数的更粗略近似,表达方式如下:()1||(0||1)c c c W x x x (1)当实施双线性内插时,需要有被采样点P周围4个已知像素的亮度值参加计算,即111121222122[][][]y Tp x y x x y W I I I W I W W W W I I (2)其中:121211x x y y W xW xW y W y(3)2.2三次卷积插值法该法用一个三次重采样函数来近似表示辛克函数(如图2所示):2323()12||(0||1)()48||5||(1||2)()0(||1)c c cc c c c c c c c W x x x x W x x x x x W x x(4)式中定义为以被采样点р为原点的邻近像素x坐标值,其像素间隔为1,当把上式函数作用于图像y方向时,只需把x换为y即可。
图像重采样的名词解释是
图像重采样的名词解释是图像重采样是数字图像处理领域中一个重要的概念，指的是改变图像的分辨率。
简单来说，就是在不改变图像内容的前提下，通过添加或者删除像素来改变图像的大小。
一、图像重采样的原理和方法图像重采样的主要原理是通过插值或降采样来改变图像的分辨率。
插值是指在已有像素之间进行补充像素的操作，即根据已有像素的特征和分布来推测和生成新的像素。
而降采样则是指减少图像像素的过程，通过去除像素来改变图像的大小。
在插值过程中，常用的方法有最近邻插值、双线性插值和双立方插值等。
最近邻插值方法是在目标像素周围寻找最近的像素，并将其像素值赋给目标像素。
这种方法简单直观，但可能产生锯齿状的伪影。
双线性插值方法则是通过在四个最近的像素之间进行线性插值，来获得目标像素的值。
这种方法缓解了锯齿状伪影，但可能会导致一定的模糊。
双立方插值方法则通过在目标像素周围的16个像素之间进行插值来获得目标像素的值，可以更好地保持图像的细节和清晰度。
在降采样过程中，常用的方法有简单平均降采样、最大值降采样和最小值降采样等。
简单平均降采样是将一组像素的平均值作为目标像素的值，这种方法简单快速，但可能会导致图像模糊。
最大值降采样是选择一组像素中的最大值作为目标像素的值，可以保留一定的图像边缘和细节。
最小值降采样则是选择一组像素中的最小值作为目标像素的值，可以保留一定的图像纹理和细节。
二、图像重采样的应用领域图像重采样在许多应用领域都有广泛的应用。
其中最常见的应用是图像的放大和缩小。
当需要将图像放大时，图像重采样可以通过插值方法增加像素数量，以保持图像的细节和清晰度。
而当需要将图像缩小时，图像重采样可以通过降采样方法减少像素数量，以保持图像的结构和比例。
除了图像的放大和缩小，图像重采样还可以在图像压缩、图像拼接和医学图像处理等领域中发挥重要作用。
在图像压缩中，通过对图像进行重采样可以减少图像的尺寸和存储空间，提高图像传输和存储的效率。
在图像拼接中，通过对不同分辨率的图像进行重采样，可以实现多张图像的融合和无缝拼接。
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（ ） 式即是 2 （ 经2 5 3 4 ( 3插值。 0 0 3 4 ( 3变 2， (）域为均匀采样域， 换后的 （ ， ）为非均匀 采 样 域。 成 像 要 求 把 非 均 匀 0 2 1 / 20 1 （ ） 域内插成均匀 （ 域， 以便于进行 6 6 7 处理。 0 0 0 0 2， 2， (） 1 图%是利用重采样插值技术实现 2 3 4 ( 3插值后进行 / 0 1 成像的结果。点目标的位置分别为 （ ， ） ， （ ， ） ， （ ， % . * * % . * ) % . % ） （ ， ， ） ， （ ， ） 。2 * % . 5 8 % . % * % ) 8 9 . : % * 1 / 系统的设计分辨率为 。图 说明了利用重采样技术实现插值的有效性。 * 8 . ; ! % ! " ( ) * + , $技术 为简化实现对线性调 频信号的 < 可 ’ & = # > ? 接收， 以采用 < 技术， 即用 @ 6 0 2 较低频率的线性调频信号 作为 1 ／ 对较高频 < 时 钟， 率、 较大带宽的线性调频 信号进行采集。 设雷达发射波形为
重采样技术是数字信号处理领域研究的问题之一。利用重采样技术可以有效地实现均匀到均匀、 非 均匀到均匀的插值。在讨论重采样技术原理及其快速实现方法的基础上， 对重采样插值技术的应用， 即# & 2 0 &插值 （> ） 插值问题进行了研究； 从收敛性、 运算量两个方面比较， 分析了重采样插值与 问题和 > ? @ A # , ’ 1 &? @ A# . ( 0 ’ B 多项式插值的性能， 证明了重采样插值是一种收敛性好、 计算量小， 且便于实现的插值方法。 主题词 插值法 采样 数字信号处理 中图分类号： ( ) " ! ! * % ’
%） （ （ （ ） 3 4） $ % ! 4+! 4 )’ ? 5 # ’ ’ !
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／ 0 ! ): 以及设 ／ : # ’ )# * 此时采样序列为
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从 （ ） 式" （ ） 式可见， 用输入线性调频信号的频率低 9 ! ! 于 : 倍的线性调频信号作为 1 ／ 对输入线性调频信 < 时钟， ） 式所示的结果。 （ ） 式为非均 号进行采样， 即可得到如 （ ! ! 匀采样的单频正弦序列 （对于单点目标而言） ， 对该序列进行 均匀插值， 即可得到均匀的单频正弦序列。对于确定的发射 信号而言， 该单频正弦序列的频率仅与目标距雷达的时延有 关， 这样可通过频谱分析得到有关目标的位置信息。 图-为采用重采样技术实现均匀插值的 < @ 6 0 2结果。 图中输入信号为 % 采样 * * 0C D ". * * 0C D的线性调频信号， 时钟信号是 . * 0C D "! % . 0C D的线性调频信号。图中两个 相距! （采用 C 。 E 的点目标清晰可辨 F E E # G H加权）
（ （ （ ／ ／ ’ $ % ! 4 4 -! 0 )9 ? 5 # # 4 **0 ’ 8） - +% ! *0 !+
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若设
图! 输入居中卷积法快速实现示意图
以截取该函数的前面一端进行运算， 如截取长度为 !， 该长 ） ， 计算 最左边 （用 度以输出的下标单位表示， 即为" $ & % ’表 # 示） 和最右边 （用 & 参加卷积运算的输出点的位置 ( 表示） （ ／） ， ( )& （ ／） （ ） & # $ $ ’ # ( $ ) ’ )" % *" % +" #% & #% （） — — —对数据靠近 * 的方向取整； （） — — —对数 其中 " # $ & ’ # ( 据靠近+,的方向取整。 （ ） 设低通滤波器的响应为, （- ） （- )* ／ ， ／ ， ! % ! % ! * + …， ， ， ， …， ／ ） ， 则当前输入采样值 . * ! ! % *! % 对从& ’ 到& ( 的各输出点的贡献为. （- ） ， , - 的计算为 % （& *$ ， …， ） ・/ -) & )& & & . %） ’， ’ +! ( （ （ ）对输入各采样点逐点进行上述计算， 在输出各点进 ) 行累加， 即可得到输出的重采样序列。
& ’ )* + . ’ / ) 0 + 1 2 /3 ’ / 4 1 + . + 7 8 & 3， 9 4 : 1 ; 4 :! " # # $ % ( ,5 6， 5
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即可实现降采样率变换。 = 样点抽取一个样点， 这里所讨论的升采样和降采样的倍数均是正整数的情 况， 对于正有理数的情况， 我们可以用 < ／ = 去逼近。综合 （ ） 式、 （ ） 式， 可得到采样率为 < 的计算式 ／ 7 ! = （@ ） （@= ） AC A 6
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（ （@= B? ?） 4 <） ">
7 重采样插值的原理
在数字信号处理领域里， 常常遇到采样率变换的问题， 如采样率提高 < 倍或降低= 倍， 这类问题 就是重采样问题。 设对某限带时间波形 > （ ， 以采样率, （在满足采样定 )） ; 理的条件下）进行采样， 得到时间序列 > （ 。 对> （ ?） ?）进行 采样率变换， 如升采样， 提高采样率< （正整数） 倍， 升采样后 的序列用6 （@ ） 表示， 那么， 升采样前后序列的关系为 （@ ） A 6 其中
（ ） =
其中 4 （@ ） （@ ／ ； （<， ， （）表 , * 1 <@ ） < . P =） ( . P A% @ A( 示求取最大值。 （ ） 式就是重采样的计算式。利用该式可以实现插值计 = 算， 如均匀到均匀、 非均匀到均匀的插值， 这就是重采样插值 原理。但是利用 （= ） 式直接实现重 采 样 插 值 计 算 时， 由于 ） 式的计算 （@ ） 为无限长的序列， 以及由于许多零计算， （ = 4 量极大， 因此有必要寻找其它快速实现算法。