Formato de almacenamiento de imágenes digitales
Las imágenes multibanda tienen ubicación espacial e información espectral. Los formatos de datos de imágenes multibanda se pueden dividir en cuatro categorías según cómo almacenar la información de cada banda en la configuración de píxeles del espacio bidimensional.
1.Formato BSQ, BIL, BIP
El formato BSQ (Band Sequential), también conocido como formato de secuencia de banda, equivale a utilizar "banda" como palabra clave principal y "fila". " as La palabra clave secundaria, "columna" (número de píxeles) es la tercera palabra clave, que clasifica y almacena los valores DN de los píxeles en un archivo de datos de teledetección.
Formato BIL (Banda Intercalada por Línea), también conocido como formato de banda intercalada por línea. En un archivo de datos de teledetección, el valor DN de cada píxel es equivalente a "línea" como palabra clave principal, " Banda" es la palabra clave secundaria y "columna" (número de píxeles) es la tercera palabra clave para ordenar y almacenar el valor DN de cada píxel.
Formato BIP (Banda Intercalada por Píxeles), también conocido como formato de intersección de píxeles de banda, en un archivo de datos de teledetección, el valor DN de cada píxel es equivalente a "fila" como palabra clave principal, "columna " "(número de píxeles) es la palabra clave secundaria y "banda" es la tercera palabra clave para ordenar y almacenar el valor DN de cada píxel.
Los formatos básicos de los datos de teledetección anteriores tienen diferentes características y ámbitos de aplicación. El formato BSQ es más adecuado para almacenar y leer el área total o parcial del espacio de la imagen de una sola banda, como la mejora del contraste, el suavizado y la nitidez de la imagen. El formato BIP proporciona el mejor rendimiento para almacenar y leer las características espectrales de píxeles individuales de datos de imagen, como clasificación de relación de máxima verosimilitud, operaciones algebraicas de suma, resta, multiplicación y división entre bandas, etc. El modo BIL tiene las características intermedias de los dos modos anteriores, proporcionando un compromiso entre el espacio de la imagen y el procesamiento del espectro de píxeles, y es adecuado para operaciones de procesamiento en línea (línea de escaneo de imágenes), como el procesamiento de mejora de características de imágenes lineales en la dirección horizontal. .
2. Formato Fast-L7A
Este formato es uno de los formatos seleccionados por el EDC estadounidense para registrar datos Landsat-7/ETM basándose en el formato rápido de productos de datos Landsat anteriores. . Los datos en formato FAST-L7A constan de tres archivos de encabezado y ocho archivos de datos. Los tres archivos de encabezado corresponden a los tres grupos de bandas de datos del Landsat-7: grupo de bandas pancromáticas, grupo de bandas de luz visible e infrarrojo cercano, y grupo de bandas de infrarrojos térmicos. Los ocho archivos de datos corresponden a las ocho bandas de datos del Landsat-7.
Entre los tres archivos de encabezado, cada archivo de encabezado contiene tres registros de 1536 bytes, a saber, registros de gestión, registros de radiación y registros de geometría, que registran información de identificación del producto, información de identificación de imágenes, coeficientes de corrección de radiación y mapas. Información auxiliar para datos de imagen como proyección, modelo terrestre, ángulo de altitud solar, ángulo de azimut, etc. Entre los ocho archivos de datos, cada archivo solo contiene una banda de datos, sin registros de cabecera y cola. Los datos de la imagen están organizados en orden de filas y representados por un entero sin signo de 8 bits.
3.Formato GeoTIFF
GeoTIFF es un archivo en formato TIFF que contiene información geográfica. Los datos en formato GeoTIFF constan de un archivo de encabezado y los archivos de datos correspondientes. El archivo de encabezado es similar al archivo de encabezado FAST-L7A y los 8 archivos de datos corresponden a los datos de 8 bandas de Landsat-7.
4.Formato HDF
HDF (Formato de datos jerárquicos) es un software y una función creados por el Centro Nacional NCSA para Aplicaciones de Súper Computación (el centro nacional para opciones de aplicaciones de súper computación) Biblioteca, desarrollada en 1987. Escrito en C y Fortran, es un formato de archivo de hipertexto que puede almacenar diferentes tipos de datos científicos, incluidas imágenes, matrices multidimensionales, punteros y datos de texto. El formato HDF también proporciona un modo de comando que analiza la estructura de los archivos HDF existentes y muestra el contenido de la imagen en tiempo real. Los científicos pueden utilizar este formato de datos estándar para familiarizarse rápidamente con la estructura del archivo, deshacerse de la engorrosa conversión entre diferentes formatos de datos y dedicar más tiempo y energía a la gestión y el análisis de datos. En la actualidad, este formato de datos estándar se ha utilizado ampliamente en varios sensores de satélites extranjeros, como Landsat-7, EOS-Terra, EOS-Aqua, etc.
En la estructura de almacenamiento físico, un archivo HDF incluye un encabezado de archivo, uno o más bloques descriptores de datos y varios objetos de datos. El encabezado del archivo se encuentra en los primeros cuatro bytes del archivo HDF. El contenido es el valor del código ASCII de cuatro caracteres de control. Los cuatro caracteres de control son N, C, S y A, que se pueden utilizar para determinar si un archivo es. en formato de archivo HDF. Los objetos de datos son los elementos de almacenamiento más básicos de los archivos HDF, incluidos los descriptores y los elementos de datos correspondientes. La longitud del descriptor es de 12 bytes y se utiliza principalmente para describir el tipo de datos, el desplazamiento de posición y el número de bytes del elemento de datos. En un archivo HDF real, los descriptores no están conectados a sus elementos de datos correspondientes, sino que muchos descriptores relacionados se juntan para formar un bloque de descripción y los elementos de datos correspondientes a cada descriptor se almacenan secuencialmente al final de este bloque. El elemento de datos es la parte de datos expuesta del objeto de datos, es decir, los datos en sí, que pueden ser caracteres, números enteros, números de punto flotante, matrices, etc.
En 1993, la NASA adoptó el formato HDF como formato estándar para almacenar y publicar datos del EOS (Sistema de Observación de la Tierra), y luego desarrolló un formato HDF especializado basado en el estándar HDF: HDF-EOS, específicamente diseñado para manejar varios productos EOS. HDF-EOS utiliza tipos de datos HDF estándar para definir tres tipos de datos especiales: punto, zona y cuadrícula, e introduce metadatos para simplificar el proceso de acceso a datos espaciales y mejorar la velocidad de acceso de la investigación científica y los usuarios a los datos de EOS.
Desde la aplicación de la tecnología de teledetección, los datos de teledetección adoptan una variedad de formatos. Tomemos como ejemplo los productos de datos del satélite Landsat-7. Este producto de datos es proporcionado por el Centro de datos del Sistema de observación de la Tierra (EDC) de EE. UU. y se puede dividir en tres categorías según el nivel de procesamiento del producto, a saber, nivel 0R, nivel 1R y nivel 1G. Los tres productos se definen de la siguiente manera:
Nivel 0R: Productos de datos sin corrección de radiación y corrección geométrica a nivel de sistema.
Nivel 1R: Productos de datos que han sido corregidos radiométricamente pero no corregidos geométricamente a nivel de sistema.
Nivel 1G: Producto de datos tras la corrección de radiación y corrección geométrica a nivel de sistema.
Hay tres formatos de datos * * * utilizados por varios productos EDC, a saber, HDF, FAST-L7A y GeoTIFF. La correspondencia entre los tipos de productos y los formatos de datos se muestra en la Tabla 4-1.
Tabla 4-1 Tipos de productos de datos y formatos de datos de Landsat-7
En los datos de teledetección, además de la información de imágenes, también hay diversa información de anotaciones. Esto es para proporcionar una estructura de datos. Al distribuir datos, explique el esquema de almacenamiento en forma de información de anotaciones. En el pasado se utilizaron muchos formatos, pero a partir de 1982, todos se lanzaron en el formato estándar mundial. Debido a que este formato fue determinado por el Grupo de Trabajo Técnico de Landsat, también se le llama formato LTWG. El formato estándar mundial tiene una estructura de superestructura y el método de registro de datos se registra en su descriptor, puntero de archivo y descriptor de archivo. La parte de datos de la imagen es el modo BSQ o el modo BIL.