【ArcGIS 10.5 产品白皮书】第五章 ArcGIS平台功能模块---影像



ArcGIS 10.5 产品白皮书

ArcGIS提供了一个综合的影像平台,从桌面端的高效数据管理,实时动态处理、到Server端的影像服务发布,栅格大数据分析,再到轻量级的Web端、移动端应用构建,ArcGIS影像为各行业用户提供完整的影像解决方案。

ArcGIS影像技术平台特点:

· 可视化解译:二三维一体化的影像显示和浏览。

· 大规模影像管理:镶嵌数据集是专供大规模影像高效存储管理。

· 影像大数据分析:实时动态处理实现影像快速无冗余处理,栅格大数据分析提供分布式、可伸缩、可扩展的存储与计算。

· 影像服务发布:提供二、三维一体的影像服务。

· 在线应用构建:多种在线应用模式满足各行业用户需求。

1. 可视化解译

用户可使用ArcMap、ArcScene、ArcGlobe、ArcGIS Pro、Protal for ArcGIS 等应用进行2D或者3D影像浏览,在ArcGIS Pro中,提供二三维一体化的展示与交互。


ArcGIS平台支持国内外主流航空、航天、地面传感器如光学卫星、雷达、激光雷达、大飞机、无人机等影像的动态处理以及可视化展示。GF系列、资源系列、WorldView系列、SPOT系列等卫星影像可以栅格产品的形式,通过拖动加载即可实现动态正射、融合成果展示。支持点云数据加载以及二维剖面、三维场景展示;支持多维科学数据集,如HDF、NetCDF、GRIB的管理、发布及符号化展示;支持航空影像数据如ADS40 、Pictometry 、UltraCam、Applanix、ISAT、MATCH-AT管理与动态处理;支持无人机影像的2D和3D产品快速生产。

提供影像分析窗口可实现对影像的实时增强操作。支持GPU加速处理,支持DRA拉伸功能,提供交互式直方图拉伸工具,对影像进行实时增强处理。

2. 大规模影像管理

镶嵌数据集是ArcGIS 10推出的专业大规模影像管理信息模型,可以实现多源数据的高效管理,包括国内外主流的卫星影像、航空影像、无人机影像、激光雷达数据、地形数据以及气象数据等。

镶嵌数据集

· 大规模影像数据最佳模型

· 动态镶嵌和实时处理技术


· 大规模影像数据高效发布

· 镶嵌数据集分析器工具提供错误诊断

· 国产卫星影像管理与高效处理

· 镶嵌数据集条目合并与分裂工具

· SUM算子生产影像密度覆盖图

· 区域网平差工具生产高精度影像底图

· 栅格函数编辑器支持处理链自定义

以国产卫星影像为例,ArcGIS原生支持中国主流卫星影像,包括GF系列(GF1/2/4)、ZY系列(ZY-1 02C PMS、ZY3-CRESDA 、ZY3-SASMAC)、HJ-1A/B、TH-1、Jilin-01等,实现国产卫星影像的大规模影像管理、高精度底图生产、快速发布等。新增正射级产品生产能力 — OrthoMapping,它将 ArcGIS 镶嵌数据集、摄影测量技术、区域网平差技术相结合,可基于重叠区、地面控制点、相机模型、DEM等进行平差计算并将平差结果应用,从而获得高精度的镶嵌正射影像。同时,OrthoMapping

还支持基于立体像对(卫星)的点云、DSM生产,是国产卫星管理与底图处理的最佳工具。



3. 栅格大数据分析

实时处理技术是 ArcGIS平台应对大规模影像分析的特色方式之一。它是一种按需处理的技术,在实时获得影像处理结果的同时,不产生中间影像,从而有效节约大数据的处理时间与空间。ArcGIS Pro集成了100多个实时处理函数,如裁剪、掩膜、重分类、权重计算、色彩转换、融合、分割等,既可单独执行,也可以使用Python适配器函数进行自定义函数导入。在栅格函数编辑器中,还提供了函数链的创建、设计、编辑、保存功能。

RasterAnalytics是ArcGIS平台影像分析能力的新增强,提供分布式、可伸缩的栅格\影像大数据处理能力。RasterAnalytics基于ArcGIS Enterprise的基础环境、ArcGIS Image Server分布式集群、ArcGIS Pro栅格函数编辑器的扩展能力、适用于Web传输的分布式存储格式—CRF,微软云、亚马逊云存储技术,为栅格大数据及专业模型的接入提供保障,促进大规模、多源、多时相影像数据的深入挖掘。目前RasterAnalytics共提供11个支持分布式的地理处理工具,使用GenerateRaster工具可以调用所有栅格函数及处理链。

ArcGIS分类工具条提供监督分类、非监督分类、交互式分类,支持基于光谱特征的影像分割,决策树分类、ISO非监督分类,以及最大似然、支持向量机等多种监督分类方案。在ArcGIS Pro中提供图像分类工作流,它将复杂的图像分类及分类后处理封装为向导式的流程,可基于像素及对象特征分类,适用于高分辨率航空、航天影像。



空间分析工具具备70多种空间分析能力,提供功能完备的工具集来浏览和分析空间数据,帮助用户找到解决空间问题的方法。常用的影像数据扩展组件包括:

· ArcGIS空间分析——为基于栅格的建模和分析提供强大的地理处理工具

· ArcGIS 3D分析——将栅格作为表层,并与其他3D数据同时工作

· ArcGIS地理统计分析——包含用连续数据集生成曲面、分析和制图的高级统计工具

<a href="http://help.arcgis.com/en/arcg ... cScan for ArcGIS——栅格到矢量转化,包括光栅编辑、捕捉、手动追踪以及批量矢量化。

4. 影像服务发布

ArcGIS平台提供多种影像发布类型选择,可以SOAP XML、REST、OGC的WMS、WCS等标准形式提供在线影像服务。ArcGIS Image Server提供切片影像服务与动态影像服务以及分布式的栅格大数据分析能力(RasterAnalytics)。此外,将ArcGIS Image Server与ENVI Server Engine相结合,还可以将更多的分析模型添加,提供更多在线影像分析服务。

ArcGIS平台影像发布优势:

· 影像快速发布

· 由原始数据直接动态生成镶嵌影像,而不需预处理

· 由原始数据提供多种影像产品

· 实现影像叠加,动态影像处理和时序变化

· 分布式的处理分析,有效复用资源,缩短数据处理时间

5. 影像在线应用

Esri可以基于SOA和云计算技术向用户提供影像服务。得益于和主流IT技术的紧密结合,用户可以在多端访问影像服务和分析服务,构建各类具有良好用户体验的应用。任何人在任何地方都可以获取其需要的影像进行分析,实现影像价值的最大化。

遥感影像在线应用典型模式:

· 影像底图

· 高分辨率多时相底图

· 在线分发

· 查询\浏览\下载\统计

· 在线使用

· 卷帘\对比\量测\

· 在线处理

· 镶嵌\匀色\裁切\增强

· 在线分析

· 信息提取\变化检测

6. ArcGIS Imagery应用案例

6.1. Esri ArcGIS Online

Esri ArcGIS Online的全球影像底图服务,为公众提供了从低分辨率到高分辨率的全球影像切片服务,具有极快的访问速度。Esri全球影像底图服务使用ArcGIS Server集群进行切片和服务发布,适合作为应用程序的背景底图访问。



6.2. Esri ArcGIS Online Landsat GLS服务

2011年, Esri宣布将在ArcGIS Online上如期发布Landsat卫星影像服务。Landsat影像服务允许简单、快速的访问从1975-2005年30年的Landsat GLS影像,数据量超过8TB。Esri在ArcGIS Online上提供这些数据,并通过群发布为多光谱、多时态的动态影像服务,影像服务提供完整影像信息内容的访问,同时具备变化检测能力。



6.3. USGS LandsatLook Viewer全球Landsat影像服务

2012年正值Landsat系列卫星升空40周年,USGS和Esri合作,发布了新的LandsatLook服务和LandsatLook Viewer应用。

USGS使用一个镶嵌数据集管理所有的Landat归档影像,数据总量近200万景,压缩后的快视图量超过16TB!通过LandsatLook Viewer能够浏览全球任一个位置自1972年至今的土地利用变化情况,并提供高级查询、全分辨力的快视图下载和L1G数据产品的访问。



6.4. 印度空间研究组织

印度空间研究组织(ISRO)是印度的国家航天机构。ISRO拥有IRS系列和CARTOSAT系列等多颗遥感对地观测卫星,每天都会接收到大量遥感影像数据。ISRO选择了Esri成熟的技术和卓越的影像管理解决方案,创建专题地图和GIS空间数据库,为印度政府机构提供空间信息服务。






6.5. RapidEye Mosaics

RapidEye卫星星座为德国所有的商用卫星,2008年8月29日,RapidEye 5颗对地观测卫星发射升空。RapidEye与Esri合作建成RapidEye Mosaics,该平台管理覆盖多个国家和地区影像。平台对外提供定制生产,利用Mosaic Dataset实现感兴趣区域的影像管理,通过ArcGIS平台实现影像共享,方便进行不同地区影像查看及购买。



6.6. 中国资源卫星应用中心

中国资源卫星应用中心承担着国家GF系列、ZY系列、HJ系列、实践小卫星等的处理与分发,日处理数据量超过1TB。早在2011年,Esri中国即为中心影像服务平台的提供原型系统与技术协助。目前中心搭建的基于ArcGIS平台的陆地观测卫星数据服务平台运营良好,实现国产高分影像的高效分发。

陆地观测卫星数据服务平台访问地址:http://218.247.138.121/DSSPlat ... .html



6.7. 上海测绘院

上海市测绘院作为专业测绘单位,已经存储和管理了自1948 年以来,不同时态航空、航天遥感影像30多期。基于ArcGIS平台,系统实现了原始卫片、原始航片、空三成果、DOM成果高效入库及TB级海量影像管理系统。



同时,通过ArcGIS与ENVI的相结合,提供了针对多期影像变化监测功能,实现了违法用地监测的在线应用。


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