RSD 教程 —— 4 框架

4 框架

RSD框架概念的引入是为了简化数据处理过程。但是有问说,与通常的直接处理“素数据”的方法相比这不是多了一道障碍增加了数据处理的复杂性吗?是这样的,这也正是RSD框架被诟病的理由之一。但是从后续的处理来看,不同尺度的数据兼容、不同投影变换以及SWATH处理等带来的方便等足以抵消这里框架概念引起的复杂性。举例说明一下,框架有一个伺服投影引擎能够将不同投影的数据自动转换一致,解除了用户投影转换的烦恼。仅这一项就简化了很多工作,其它还有更多。

在前面我们已经介绍过框架是在任务中用于协调规范各种数据集(层)和用于描述数据之间关系对象。既然是一个对象就可以将其看做是一个实体,比方我们把任务的 层0 看成是看成是框架实体的载体。这也解释了一个人们经常产生的第0层是什么的疑惑。其实RSD在设计时是可以将0层隐藏起来的,但是保留0层可以直接观察框架,使我们了解任务的空间范围、尺度和投影等信息。再者既然是实例对象,就留着吧。

通常每一个任务都有一个主框架,后面一层层的数据集每层也都有自己的子框架。在这些单层的数据集脱离当前任务时自己的子框架就会自动升级为主框架。后面§6.3节对此还有进一步的介绍。

这一章我们介绍如何为任务建立一个框架,并在此之上加载处理数据和导出处理结果。

§4.1 创建框架

创建框架之前应该先进行一下规划,比方需要的地理空间范围、使用什么投影和多大的像元尺度。例如,可以建立一个县域的亚米尺度的框架,或者建立一个东亚或者全球的公里尺度的框架。确定空间范围和像元尺度应该有一个平衡,空间范围越大像元尺度越小,数据量就越大,处理数据的压力也就越大。RSD是为处理超大范围数据特别设计的,分布式存储和处理使RSD的框架范围理论上仅受限于外部存储空间(比方磁盘空间)。

RSD将超大的框架/数据集“打碎”成一系列的“瓦块(Tiles)”分布式存储在网络上(这里使用瓦块以区分图像处理的瓦片)。各节点机内存与这些外部存储的瓦块建立了一套自己的动态映射关系,工作时就像处理一个整体的庞大的存储空间。因此,RSD可以建立非常大的框架/数据处理空间。这部分内容在后面的大数据集处理部分有详细介绍。

4.1.1 新建框架

不打开任何文件也可以建立一个框架,从图4.1的菜单命令可以创建一个新框架。

 

图 4.1 创建新框架的菜单命令

选择上图的“新建框架模板”菜单命令,出现下述对话框(图4.2)。这个图与图3.4来自同一个对话框,但是投影参数和框架范围等有所不同。

 

图 4.2 框架定义参数

在下面介绍对话框中各个参数的意义和推荐的选择数据:

1. 椭球体 也就是大地基准的参考椭球体,RSD提供多达69种的椭球体选项。缺省选项是WGS84,近年我国推广使用CGCS2000坐标系,用户可以根据需要选择使用。点击椭球体组合框的下拉三角即可选择。图4.3。

 

图 4.3 CGCS2000坐标系的椭球体参数

可见CGCS2000坐标系与WGS84坐标系椭球体半长轴是一样的,扁率在小数点后6位才有差异。这里还是扁率的倒数,否则差异出现在小数点后11位上。

2 . 投影类型 RSD支持30多种类别的投影,可以根据所在纬度、空间范围和实际需要选择。如选择常用的通用横轴麦卡托投影(UTM)、中纬度大范围可选圆锥类投影、低纬度地区选择麦卡托投影、极低地区选择极射投影等。

3. 中央子午线 是投影的中心经线。投影类型选择了通用横轴麦卡托(UTM)时,这个选项是灰色不能手动输入。其值由UTM投影带确定,自动设置。如果投影类型不是通用横轴麦卡托等标准投影,可以在这里手动输入指定中央子午线。

4. 起始纬度 投影坐标原点所在的纬度,多取值0。南半球也可以取值-90°S,否则南北向坐标值都是负值。极射投影时北半球选90,南半球选-90。

5. 伪北距、伪东距 亦称北伪偏移、东伪偏移(False Northing、False Easting)。将坐标值加上一个数,主要是消除自坐标原点向坐标轴负方向的负值。UTM投影时是固定值,其它投影时可以自行设置。

6. 第一标准纬线 (UTM投影带)、第二标准纬线 对于圆锥投影这两条纬线是割线的纬度,如果是切线投影则只有第一条有效。圆柱投影和极射投影只有第一条纬线有效。比方我们选择Albers等积圆锥投影中国大陆区域,可能你会选择25°N和47°N两条纬线。分省区投影时可能各省会选择各自的标准纬线。同一任务最好选择同样的标准纬线,比方选择了一个省域的标准纬线进行投影,但是处理县域数据又使用了另外的标准纬线,这样就会导致遥感数据投影后结果无法对齐,使用时应注意。

投影类型选择通用横轴麦科托(UTM)时,第一标准纬线自动改为UTM投影带。这时这里显示的是投影带号,第二标准纬线的值无效。 由于是横轴的圆柱投影,在不同纬度都能有比较高的经度,得到了人们的广泛使用。但是缺点是在经度方向上精度不均一,尤其是在跨带经度附近引起了比较大的问题。例如,在120°E附近西侧是50带,东侧是51带。一景遥感图像跨2个投影带处理起来有点无所适从。

图4.2的窗口在启动时预设了两个标准纬线,可根据需要自行修改。

  1. 像元尺寸 是指1个像元的水平范围的大小,RSD东西方向和南北方向使用同一个像元大小的值。单位为m。
  2. 北距数、东距数 这两个值确定了投影范围的大小,单位是m。例如图4.2中的值表示投影范围南北方向是1000km,东西方向为1200km。
  3. 缩放系数 投影使用的一个参数,多数投影这个值是1,UTM投影自动设置为0.9996。
  4. 中心经度、中心纬度 这里是投影中心的经纬度位置,注意不要把这两个值和中央子午线和起始纬度搞混。那两个值是坐标原点的位置,这两个是景中心位置。

        这两个值与北距数、东距数定义了投影区域的位置和范围,一定要仔细设置。

      5. 框架名 最后给框架取一个名字

四角经纬度和像元数会随着投影参数的设置自动改变,不需要用户设置。点击“确定”,出现一个黑窗口表示框架创建成功。层列表窗口增加了一个层(0层),只有框架层,没有数据层。

4.1.2 框架的图像

框架没有自己的光谱数据,但是有图像。这个也比较容易理解,RSD的光谱数据和图像是分开的,每层有各自独立的图像,而框架的图像就是各层图像的合成图像。框架的图像可以存在于计算机内存、磁盘文件或者是分布式(或者本机)的TFS。这些临时文件或者TFS可以在RSD的临时工作目录里面找到。

4.1.3 框架的蒙板

框架可以有蒙板用于对框架分区,也可以没有蒙版。详细内容请参阅蒙板一章的介绍。

4.1.4 观察框架的属性

在层列表窗口勾选框架(层0),在属性窗口可以观察框架的基本属性信息(图4.4)。

 

图 4.4 框架的属性

4.1.5 像元大小和位置

有了框架就可以对像元逐个定位,将图像放大至很大,每个像元看起来都是一个小方块。方块的边长就是像元的尺寸,方块左上角的位置是该像元的位置。

 

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