ArcGIS影像构建金字塔
影像数据的金字塔层式存储方法及空间数据库系统与制作流程
本技术公开了一种影像数据的金字塔层式存储方法及空间数据库系统，设计金字塔层式存储方法实现对影像数据的存储，在0层对原始空间数据进行所述ZIP无损压缩方法存贮，在1层及1层以上采用JPEG有损压缩方法存贮压缩数据，还设计了一种采用金字塔层式存储方法的空间数据库系统，可实现网络环境下的空间数据海量存储和快速可视化，实现超大规模多源异构空间数据高效调度；快速进行影像的处理和输出。
技术要求1.一种空间数据库系统，分为逻辑模型和物理模型；所述逻辑模型包括空间元数据、数据组织信息和基础空间数据，用于存储、管理、组织和更新空间数据；所述物理模型包括系统盘、磁盘柜-逻辑磁盘1、磁盘柜-逻辑磁盘2、磁盘柜-逻辑磁盘3，所述系统盘用于存放操作系统和数据调度模块，所述磁盘柜-逻辑磁盘1用于存放表空间，所述磁盘柜-逻辑磁盘2和所述磁盘柜-逻辑磁盘3采用NASE备份后异地管理模式，用于所述空间数据库系统的备份；其中，影像数据采用金字塔层式存储方法进行存储；影像数据的金字塔层式存储方法，包括以下步骤：(1)将每个影像数据采用无压缩的图像文件格式进行存储，每个影像数据形成一个栅格块；(2)将大地坐标在每个影像数据上的定位信息及地面的像素分辨率添加到图像文件上；(3)定义两个标识常量分别表示无损压缩方法和有损压缩方法；(4)对每个影像数据进行N层金字塔层式存储：采用倍率方法构建N层分辨率层次模型，金字塔的0层到N层的图像分辨率依次降低；0层金字塔存储原始的影像数据，采用无损压缩方法；1层至N层金字塔式存储压缩的影像数据，采用有损压缩方法；所述空间数据库系统为轻量级空间数据库系统，对影像数据采用GIS分层的概念进行管理，采用两种方式存贮和管理影像数据层：无缝影像层模式和分幅影像层模式；无缝影像层模式采用如下规则来管理影像层：同一影像数据库的所有影像层存在于同一张表中，不同的影像数据库存在不同的表中；无缝影像层模式以如下层次来管理影像数据库：一级：影像数据库，存贮影像数据库信息，包括库名、描述信息；二级：影像层，存贮影像层信息，包括层名、描述信息；三级：RDT表，包含了一个影像层所有分割后的影像块；分幅影像层模式采用如下规则来管理影像层：同一影像层的所有图幅存在于同一张表中，不同的影像层存在不同的表中；分幅影像层模式以如下层次来管理影像数据库：一级：影像数据库，存贮影像数据库信息，包括库名、描述信息；二级：影像层，存贮影像层信息，包括层名、描述信息；三级：影像图幅，包括层名、图幅名、描述信息以及与图幅对应的GeoRaster对象；四级：RDT表，包含了一个影像层所有分割后的影像块；所述轻量级空间数据库系统以工程的方式管理遥感数据，所述工程包含若干多平台、多传感器、多光谱、多分辨率、多时相的多源遥感影像数据，所述工程可以按照需求对不同多源遥感数据进行数据组合；所述轻量级空间数据库系统与现有的并行计算库OpenMP、英特尔线程构建并行流水线数据处理模块，用于处理大于主流电脑内存一倍或者更大的原始数据，多线程同时进行影像数据读取和影响数据处理工作，发挥数据算法的最佳性能，加速所有的线程。
测绘科学技术：GIS原理及应用题库
测绘科学技术：GIS原理及应用题库1、名词解释（江南博哥）OGC本题答案：即OpenGIS协会（OpenGISConsortium）其目的是使用户可以开放地操纵异质的地理数据，（李满春、陈奇、周炎坤、李响，《基于空间数据引擎的企业化GIS数据组织与处理》）促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性（Interoperablity），OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商，数据生产商以及一些高等院校，政府部门等，其技术委员会负责具体标准的制定工作。
2、名词解释线密度本题答案：用所有区域内的线的总长度除以区域的面积。
3、名词解释拓扑包含本题答案：是表示空间图形中，面状实体所包含的其他面状实体或线状、点状实体的关系。
4、名词解释火山灰质混合材料本题答案：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后本身并不硬化，但与气硬性石灰石混合，加水拌和成胶泥状态后，能在空气中硬化，而且在水中继续硬化的，称为火山灰质混合材料。
5、问答题比较缓冲区查询与缓冲区分析的概念？本题答案：1.缓冲区查询与缓冲区分析不是一个概念的两种形式，缓冲区查询属于数据查询，而缓冲区分析属于数据的空间分析；2.缓冲区查询不对原有图形进行切割，只是根据用户需要给定一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而形成一个缓冲区的多边形，再根据多边形检索的原理，检索出言该缓冲区多边形内的空间地物。
而缓冲区分析对原有图形进行切割，形成一个点缓冲、线缓冲或面缓冲的距离，从而获得该缓冲区多边形内的空间地物。
6、问答题网络分析的基本思想是什么？本题答案：人类的活动总是趋向于按一定的目标选择达到最佳效果的空间位置，根本目的是研究、筹划如何安排一项基于网络数据的工程，并使其运行效果最好7、单选同一幅地图而言，矢量结构与栅格结构相比（）A、图形精度高B、图形精度低C、图形精度相当D、无法比较本题答案：A8、名词解释 GIS应用模型本题答案：是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。
ArcGIS图形数据库建立与数据入库
ArcGIS影像数据库的建立与入库/rommayer/article/details/6100941本文帮你解决以下疑问：影像数据是以怎样的方式保存在SDE等数据库中的，影像数据如何入库。
•空间数据库技术空间数据库技术用关系数据库管理系统(RDBMS)来管理空间数据,主要解决存储在关系数据库中的空间数据与应用程序之间的数据接口问题,即空间数据库引擎( Spatial Database Engine)。
更确切地说,空间数据库技术是解决空间数据对象中几何属性在关系数据库中的存取问题,其主要任务是：1)用关系数据库存储管理空间数据；2)从数据库中读取空间数据,并转换为GIS应用程序能够接收和使用的格式；3)将GIS应用程序中的空间数据导入数据库,交给关系数据库管理。
因此空间数据库技术是空间数据进出关系数据库的通道。
•建库目的建立影像数据库的目的是将分幅分层生产的海量影像数据进行整理，使之符合统一的规范和标准；并对数据进行有效组织、管理，便于空间数据的查询、分发及其它应用。
建库之后的数据是标准化、规范化的，采用统一的编码和统一的格式；数据是有效组织的，在平面方向，分幅的数据要组织成逻辑上无缝的一个整体，在垂直方向，各种数据通过一致的空间坐标定位能够相互叠加和套合；具有高效的空间数据查询、调度、漫游以及数据分发等功能，并且能够与其它系统无缝集成，为其它应用服务。
从应用的角度讲，建立影像库的总体目标是能够管理多比例尺、多分辨率、多数据源的正射影像数据，能够作到在局域网或广域网上由全貌到细节、由整体到局部、由低分辨率到高分辨率快速、无缝的进行影像漫游、浏览和应用，支持图像数据集中式和分布式（局域网范围内分布式的存贮）的存贮与管理，为海量数据的应用提供一个高效的无缝平台。
•建库原理简而言之就是"两种方式，分层分块"。
"两种方式"是指：栅格数据集（RasterDatset）和栅格目录（Raster Catalog）。
ArcGIS影像建库指南
文档编号PTM02_Img201211140020版本号V1.1 ArcGIS影像建库指南Esri中国信息技术有限公司2013年4月版权声明本文档版权为Esri中国信息技术有限公司所有。
未经本公司书面许可，任何单位和个人不得以任何形式摘抄、复制本文档的部分或全部，并以任何形式传播。
制定及修订记录版本完成日期编写/修订纪要编写者备注V1.1 2012-11-14 初级版，基线测试与具体硬件配套情况后续更新马元V1.2 2013-4-27 审核版，丰富了影像建库内容。
马元V1.3 2013-5-16 校正版黄炎目录第1章概述 (5)1.1文档标识 (5)1.2文档概述 (5)1.3术语和缩略语 (6)第2章需求分析 (7)2.1遥感市场现状分析 (7)2.2大规模影像管理需求分析 (8)第3章方案比较 (9)3.1基于A RC SDE的影像管理方案 (9)3.1.1ArcSDE介绍 (9)3.1.2ArcSDE工作机制 (9)3.1.3ArcSDE 10.1 for PostgreSQL on Windows安装 (9)3.1.4ArcSDE实现影像管理 (12)3.2基于镶嵌数据集的影像管理方案 (12)3.2.1镶嵌数据集介绍 (12)3.2.2镶嵌数据集的类型 (13)3.2.3镶嵌数据集的结构 (13)3.2.4镶嵌数据集属性表 (15)3.2.5镶嵌数据集支持的影像数据格式 (17)3.2.6镶嵌数据集实现影像管理 (19)3.3方案对比测试数据 (25)第4章影像数据分级 (26)4.1归档影像 (26)4.2原始影像 (26)4.3影像产品 (26)4.4影像专题产品 (26)第5章影像存储方式介绍 (27)5.1直连式存储（DAS：D IRECT A TTACHED S TORAGE） (27)5.2网络连接式存储（NAS：N ETWORK A TTACHED S TORAGE） (28)5.3存储网络（SAN：S TORAGE A REA N ETWORK） (29)5.4分布式存储方式 (30)第6章大规模影像数据建库方案 (32)6.1灵活的元数据管理和扩展 (32)6.2归档影像建库方案 (33)6.2.1归档影像管理流程 (33)6.2.2归档影像建库实施 (33)6.2.3典型应用模式 (35)6.3原始影像建库方案 (35)6.3.1原始影像建库流程 (36)6.3.2原始影像建库实施 (37)6.3.3典型应用模式 (41)6.4影像产品建库方案 (42)6.4.1扩展Raster Type实现影像建库 (42)6.4.2利用Model Builder工具实现影像产品建库 (44)6.4.3利用Raster Dataset实现影像产品建库 (45)6.4.4影像产品建库实施 (47)6.4.5典型应用模式 (51)6.5DEM产品建库方案 (52)6.5.1DEM产品典型应用模式 (52)6.5.2DEM产品建库实施 (52)6.6影像专题产品管理方案 (57)6.6.1影像专题产品典型应用模式 (57)6.6.2影像产品建库实时 (57)第1章概述1.1文档标识a)文档名称：ArcGIS影像建库指南；b)本文档基于ArcGIS专业影像管理模型——Mosaic Dataset（镶嵌数据集），详述不同影像数据类型建库流程；c)版本号：V1.3。
关于生成MPT的流程
关于生成MPT的流程一、需要的软件Google Earth、GETScreen、ArcGIS、Erdas、TerraBulider、TerraExplorer Pro二、关于MPTMPT是由skyline中的TerraBulider生成的，结合影像数据和DEM数据，建立金字塔后才能建立，然后在TerraExplorer Pro中查看即可，就可以清晰的看出一个地区的地形了三、影像数据的获取1、谷歌软件截取影像（1）首先要求Google Earth的版本越低越好，这里采用的是4.2版本（2）GETScreen用有客户端的，可以安装的版本的比较稳定（3）启动Google Earth软件。
在菜单工具—>选项中更改以下设置：在3D视图选项卡中将图形模式改为“DirectX”，并勾选“使用安全模式”；将地形质量中的“显示地形”勾掉，重启Google Earth。
（4）重启Google Earth后，在搜索框输入要截图的地区，这里以“龙羊峡”为例，注意要将左边的勾选全部取消，以保证影像的质量（5）启动GetScreen，将Google Earth的左边栏宽度调整的与GEtscreen差不多宽。
（6）在Getscreen上，点击上方的两点定位按钮，在GoogleEarth上先后点击鼠标右键添加两个点，这两个点分别是一个矩形的两个对角点，通过这两个点可以在Google Earth上绘制一个矩形的范围，这个范围就是要截取图像的范围。
在截图高度（公里）中输入距地面高度，一般这个值越小影像的分辨率越高，越清晰，这里设为1，延迟时间（毫秒）这里设为2000。
点击两点定位旁边的图片计算按钮，计算总共需要截取多少张图片，这里算出来是1023。
（7）点击图片计算右边的“开始截屏”，出现提示对话框，选择是（8）然后出现如下对话框选择500，单击“测试网格数量”按钮，最后单击“开始网格截图”按钮，软件开始截取图像（9）这时屏幕不断的移动，注意在此过程中不要切换窗口，开始截图之前也应该关掉屏幕保护，在电源管理中将睡眠、待机等统统取消。
ArcGIS图形数据库建立与数据入库
ArcGIS影像数据库的建立与入库/rommayer/article/details/6100941本文帮你解决以下疑问：影像数据是以怎样的方式保存在SDE等数据库中的，影像数据如何入库。
•空间数据库技术空间数据库技术用关系数据库管理系统(RDBMS)来管理空间数据,主要解决存储在关系数据库中的空间数据与应用程序之间的数据接口问题,即空间数据库引擎( Spatial Database Engine)。
更确切地说,空间数据库技术是解决空间数据对象中几何属性在关系数据库中的存取问题,其主要任务是：1)用关系数据库存储管理空间数据；2)从数据库中读取空间数据,并转换为GIS应用程序能够接收和使用的格式；3)将GIS应用程序中的空间数据导入数据库,交给关系数据库管理。
因此空间数据库技术是空间数据进出关系数据库的通道。
•建库目的建立影像数据库的目的是将分幅分层生产的海量影像数据进行整理，使之符合统一的规范和标准；并对数据进行有效组织、管理，便于空间数据的查询、分发及其它应用。
建库之后的数据是标准化、规范化的，采用统一的编码和统一的格式；数据是有效组织的，在平面方向，分幅的数据要组织成逻辑上无缝的一个整体，在垂直方向，各种数据通过一致的空间坐标定位能够相互叠加和套合；具有高效的空间数据查询、调度、漫游以及数据分发等功能，并且能够与其它系统无缝集成，为其它应用服务。
从应用的角度讲，建立影像库的总体目标是能够管理多比例尺、多分辨率、多数据源的正射影像数据，能够作到在局域网或广域网上由全貌到细节、由整体到局部、由低分辨率到高分辨率快速、无缝的进行影像漫游、浏览和应用，支持图像数据集中式和分布式（局域网范围内分布式的存贮）的存贮与管理，为海量数据的应用提供一个高效的无缝平台。
•建库原理简而言之就是"两种方式，分层分块"。
"两种方式"是指：栅格数据集（RasterDatset）和栅格目录（Raster Catalog）。
关于栅格的压缩,金字塔,时间,和空间
人们在创建Mosaic datasets的时候会有很多的问题，比如数据应该采用什么格式，是否需要金字塔，会需要多少空间，创建金字塔会花费多长的时间，创建缩略图所需要花费的时间。
因此我做了一个简单的测试，使用了24张4种不同的raster dataset的栅格数据，有些有金字塔，有些没有。
这些栅格影像都是标准的分幅的正射照片。
每一张包含5000行和5000列8位3波段压缩原始的数据是MrSID格式的，我用ArcGIS Desktop 10把它们转成了其他的格式，下面的表格列出了结果。
ArcGIS 默认提供了合理压缩的的百分比是75%的压缩，这里也使用了75%比的压缩。
在这里除了两种格式之外都是用了有损压缩，意味着像素值已经发生了变化，TIFF格式没有压缩，TIFF With LZW压缩是无损压缩，但是这两种都占用了磁盘中的很多的空间，使用无损压缩实际上是没有怎么做压缩除非有大块的区域是NoData或者是相同的值。
注意MrSID依然是最小的，因为他采用了专有的小波压缩，有些人问为什么他们的MrSID文件导入到Geodatabase中化了那么多的时间，这是因为这个格式是高压缩的，解压并转入到其他的低压缩的格式中会花很长的时间。
你可以在Raster Datasets属性对话框中检查一下未压缩的大小。
金字塔金字塔就是对源文件中使用了线性重采样后生成出来的一些TIFF文件。
下面看几个例子，第一个,TIFF数据没有压缩，金字塔会使用JPEG压缩，另一个TIFF数据没有压缩，金字塔使用LZ77无损压缩，在这个例子中，额外的存储空间大概是2.2-9%。
第三个测试是TIFF数据本身是采用的75%压缩的，金字塔也是采用了75%的JEPG的压缩。
这里你可以看到额外的空间占用百分比几乎提高到30%，但是你仍然可以注意到每个金字塔文件的大小和未压缩的TIFF文件的几乎一样。
如果你是严格的关心你需要存储的数据总大小，那么你可以选择保持的数据存储使用MrSID格式文件，或者可以转换到使用JEPG压缩的TIFF文件格式。
ArcGIS缓冲区分析、叠加分析综合案例练习
一、初始数据分析本案例的要求为根据项目需求，进行数据搜集和空间分析，最终给该物种的潜在分布位置，最终制作一张珍稀物种待查栖息地位置分布图以及相应图表以供调查人员参考。
提供的数据基础有一张热振森林公园界限图（Coverage格式，数据名称为“fanwei”）、由国家1：100万公路数据得出的研究范围内等级公路数据（shapefile格式，数据名称为“road”）、数字高程数据一份（数据名称为“dem”）以及一份研究范围栅格地图（其中包含居民点、景点、河流和植被类型数据，数据名称为“热振森林公园图”）。
打开Arcgis，新建项目，在未定义坐标系的空图层中打开四份原始数据，可得到数据的以下信息：首先四份数据虽然为同一研究范围但是在同一图层中打开后却不在同一位置，其次分别查看四份数据的属性信息，如图1.1，可得road数据有基于1940克拉索夫斯基椭球（GCS_Krasovsky_1940）的地理坐标系，其范围显示也符合《GIS案例介绍》中关于热振公园范围的介绍（大致为东经91度23分~91度42分，北纬30度12分~30度30分），因此判断该数据有正确的空间信息；fanwei数据没有坐标系信息且其范围数值很大，目前暂时无法判别数据的范围是否正确；热振森林公园图.jpg数据也没有坐标系参考，其范围数值很大，但大体与fanwei数据相吻合；dem数据有坐标系信息，其空间参考信息为：基于1940克拉索夫斯基椭球中央子午圈经度93°的横轴墨卡托投影（Krasovsky_1940_Transverse Mercator），其范围数值与fanwei图层一致，且在数据框中两个数据相互重叠，因此认为fanwei图层虽没有坐标系信息但其坐标数值正确。
（注：将没有空间参考信息的图层添加入数据框时会提示未知空间参考，如图1.2。
向不具有金字塔的ArcGIS 应用程序添加栅格数据集时，系统将提示您构建金字塔。
金字塔十分有用，因为金字塔提升了分辨率低于其全分辨率的栅格数据集的绘制速度。
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ArcGIS影像构建金字塔小窍门
摘要：在对影像构建金字塔的过程中，有一个问题常常困扰着我们，那就是如何提速金字塔
的构建？下面我们就一起来看几个增速金字塔构建的小窍门。
在对影像构建金字塔的过程中，有一个问题常常困扰着我们，那就是如何
提速金字塔的构建？下面我们就一起来看几个增速金字塔构建的小窍门。
1、ArcGIS中金字塔如何创建呢？
单景影像金字塔构建：
ArcToolbox->Data ManagementTools->Raster->Raster Properties->Build Pyramids
对于尚未构建金字塔的单景影像，在影像添加至ArcMap窗口时，会得到“是否构建金
字塔”的提示，这个时候也可以选择构建金字塔。
批量影像金字塔构建：
ArcToolbox->Data ManagementTools->Raster->Raster Properties-> Build Pyramids
And Statistics
对于数据量比较大的影像，推荐利用批量工具进行金字塔构建。
2、如何提速金字塔的构建呢？
金字塔构建过程中有几个可设的参数，它们正是提速金字塔构建的秘密所在。如
上图所示，红框中的可选项。
（1） 金字塔级别 Pyramidlevels (optional)
金字塔等级是指建立的金字塔层级数量。默认的级别是-1，此时会构建完整的影
像金字塔。如果这里设成空值，得到的效果和-1相同。
如果设为0，那么将不会建立金字塔。同时，这也是删除影像金字塔的方法。
金字塔最高级别可以设为29，任何高于29的值都会当作-1处理。
通过上面的描述大家应该清楚，如果按照默认的设置，完整的构建出影像金字塔，
耗费的时间一定会较长，所以可以根据需要进行金字塔级别设置。
（2） 重采样方法 Pyramidresampling technique (optional)
重采样的方法一般有以下三种: 双线性插值（BILINEAR）、最临近像元法
（NEAREST）、三次卷积法（CUBIC）。其中最临近像元法速度最快，如果对图像的边缘
要求不是很高，最适合使用该方法。三次卷积由于考虑的参考点数太多、运算较复杂等原因，
速度最慢，但是重采样后图像的灰度效果较好。
对于影像，建议采用双线性差值法；对于离散数据，建议采用最邻近像元法。
（3） 压缩方式 Pyramidcompression type (optional)
提供了5种压缩方式：
默认——如果源数据采用了小波压缩，金字塔将采用JPEG的压缩方法；否则，则采
用LZ77的压缩方法。
LZ77——无损压缩方式，适合于任何类型的数据。
JPEG——有损压缩方式，选择了JPEG压缩，可以设置压缩质量。对于影像数据，
通常选择此种压缩方式，如果对影像质量要求不高，可以将压缩比设置为25。
JPEG_YCbCr——种有损压缩，使用亮度（Y）和色度（ Cb和Cr ）色彩空间组件。
NONE——不对金字塔进行压缩。
（4） 设置环境变量 Parallel Processing Factor
我们的电脑都是多核的，通过环境变量的并行处理因子设置可以提升GP工具处
理速度。
具体设置位置：GP工具面板——>Environments——>ParallelProcessing
并行处理因子以数字或者百分数的形式进行设置。如果以百分数的形式设置，最
终的进程数将是电脑CPU核数与百分比相乘的结果或近似结果。比如说，4核的电脑。
如果设置为50%，那么将启用2个进程。（50% * 4 = 2）
如果设置为66%，那么将启用3个进程。（66% * 4 = 2.64，近似为3）
如果设置为100%，那么将启用4个进程。（100% * 4 = 4）
当然，也可以直接进行数值设置。
空值——默认设置，不同的工具会进行不同进程数的设置。
0——不进行并行设置。
n——指定具体进程数，进程数设置不超过CPU核数。
以上介绍的就是影像金字塔构建的几个因素，可以根据具体情况进行参数设置，以
此提高金字塔的运行速度。对于镶嵌数据集概视图（overview）的构建，可以参看以上说明。