遥感数据及格式

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一、遥感数据概念
遥感数据：太阳辐射经过大气层到达地面，被地物反射后再次穿过大气层，被遥感传感器接收，并由传感器将这部分能量的特征传送回地面；被传送回地面的能量特征数据被称为遥感数据。

1.遥感数据
遥感数据是用遥感器探测来自地表的电磁波，通过采样及量化后获得的数字化数据。

对应于采样中采样周期的是瞬时视场角IFOV（instantaneous field of view），它是以遥感器探测元件受光的角度来表示。

一个IFOV内的信息表示为一个像元。

另外，整个遥感器能够受光的角度叫视场角FOV
（field of view）相当于视场角的地面距离叫观测宽度或叫扫描宽度（swath width）。

2.地面分辨力
在观测地表的遥感图像中，可能识别的最小区域的能力所对应的地面的距离或目标物的大小为地面分辨率（ground resolution）地面分辨率也叫地面分辨力或地面解像力。

也有把一个像元在地面上占的大小或把相当于IFOV在地面的投影面的大小叫做地面分辨率的，但严格来讲两者是不同的。

3.按遥感平台的高度分类
◆航天遥感：又称太空遥感(space remote sensing)泛指利
用各种太空飞行器为平台的遥感技术系统，以地球人造卫星为主体，包括载人飞船、航天飞机和太空站，有时也把各种行星探测器包括在内。

◆卫星遥感：(satellite remote sensing)为航天遥感的组
成部分，以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。

航空遥感泛指从飞机、飞艇、气球等空中平台对地观测的遥感技术系统。

◆地面遥感：主要指以高塔、车、船为平台的遥感技术系统，
地物波谱仪或传感器安装在这些地面平台上,可进行各种地物波谱测量。

4.波段
遥感中所采用的电磁波的波长范围是从紫外线到微波组。

用遥感器接收的电磁波是按每个特定的波长段进行数字化的。

通过这一过程得到把具有连续波长分布的电磁波分解为若干个波长段（称通道或波段）的数据。

这种由多个波长段构成的数据叫多通道数据（multi-channel data）或多波段数据（multiband data）或多光谱数据（multispectral data）
5.遥感分类
◆航空遥感数据黑白航空像片
彩红外航空像片热红外航空像片其它航空像片◆卫星遥感数据LANDSAT数据SPOT数据RADARSAT数据ASTER数据
高分辩率卫星数据其它卫星数据
◆高光谱数据
机载高光谱数据
卫星高光谱数据◆辅助数据
地图数据
地面调查数据
地面定位数据
数字地形数据
数据
不同厂商
格式a格式b格式c格式x
用户转换
二、遥感数据的通用格式
用户从遥感卫星地面站获得的数据一般为通用二进制（generic binary）数据，外加一个说明性头文件。

其中，generic binary数据主要包含三种数据类型：BSQ格式、BIP格式，BIL 格式。

1.BSQ (band sequential）数据格式
∙BSQ是按波段顺序依次排列的数据格式。

数据排列遵循以下规律:
∙第一波段位居第一，第二波段位居第二，第n波段位居第n位。

在每个波段中，数
据依据行号顺序依次排列，每一列内，数据按像素顺序排列。

（见下表）
∙BIP 即为band interleaved by pixel的简写。

∙BIP格式中，每个像元按波段次序交叉排序。

排序遵循以下规律：
∙第一波段第一行第一个像素位居第一，第二波段第一行第一个像素位居第二，依次类推，第n波段第一行第一个像素位居第n位；然后第一波段第二个像素，位居第n+1位，第二波段第一行第二个像素位居第n+2位；其余数据排列依次类推。

∙BIL即为band interleaved line 的简写。

∙BIL格式是逐行按波段次序排列，数据排
列遵循以下规律：第一波段第一行第一个像素位居第一，第一波段第一行第二个像素位居第二，以此类推，第一波段第一行第n个像素位居第n位；然后第二波段第一行第一个像素位居第n+1位，第二波段第一行第二个像素位居n+2位；其余数据排列位置以此类推。

原始的二进制格式数据（BSQ 、BIP 、BIL）Landsat-5图像数据（FASTB）、SPOT-5图像数据（DIMAP）、MODIS图像数据（HDF和HDF-EOS）、IKONOS
图像数据（GeoTIFF）、QuickBird文图
像数据、雷达数据、seawifs数据、AVHRR数据、usgs和数字高程文件数据、miscellaneous格式数据、矢量文件数据
等等。

∙遥感图像数据的输出格式主要有：二进制输出格式（BSQ 、BIP、BIL）
∙一般图像格式（ASCⅡ、PICT、BMP、GIF、TIFF、HDF、JPEG等）
∙矢量格式（ArcView Shape File、DXF、ENVI Vector File等）
∙图像处理格式（ArcView Raster、ER Mapper、ERDAS 、PCI）等。

四、主要遥感处理软件
∙Erdas：美国亚特兰大ERDAS公司集遥感和GIS于一身的软件。

(.img)
∙Envi：美国Better Solutions
Consulting 有限公司开发的遥感图像处理软件。

()
∙Er-mapper：Earth Resource公司开发的图像处理软件。

(.ers)
∙PCI:加拿大PCI公司的产品，处理遥感图像。

(.pix)
1.ENVI
ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：TIFF、GeoTIFF、JPEG、MrSID、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT、HDF SeaWiFs、Landsat
7 Fast (.fst)、MRLC(.dda)、ERDAS
7.x(.lan)、ERDAS 8.x(.img)、ER
Mapper、PCI(.pix) 和AVHRR。

数据仍保留它原有格式，必要的信息从数据头文件中读取。

∙可读取FAST 格式的Landsat TM 数据：∙可读取GeoTIFF 格式文件并提取地理坐
标信息
∙Multi-Resolution Land Characteristics （MRLC）格式TM 和DEM 文件并提取UTM 地理坐标信息。

∙可打开澳大利亚遥感中心(ACRES) CCRS 格式的Landsat 文件
∙可读取欧空局（ESA）的Landsat TM 格式数据
∙虽然GeoSPOT 格式提供很多种栅格和矢量数据，但是目前ENVI 只支持GeoSPOT 栅格图像。

这些图像的文件扩展名为.bil，并且有一个相应的扩展名
为.hdr的头文件。

ENVI 将从头文件中读取UTM 和State Plane projection georeferencing 信息。

∙要打开澳大利亚遥感中心(ACRES) CCRS 和SPIM 格式的Spot 文件根据如下步骤来打开GeoTIFF或NITF 格式的IKONOS 文件：ENVI 只支持由NOAA 生产和提供的AVHRR Level 1b KLM 格式的文件。

∙European Space Agency（欧空局）的SHARP 数据包括5 个AVHRR 波段和辅助信息。

ENVI 读取5 个AVHRR 数据波段；辅助信息作为3 个附加波段读取。

附加波段是关于经/纬网、海岸线和国界的0-1 栅格图像。

∙MrSID（Multi-Resolution Seamless Image Database）格式是一个经过微波
压缩的多分辨率栅格图像格式。

∙使用该菜单来打开ARCView Shape 文件、ARC / INFO 交换格式文件、DXF 矢量文件、MapInfo 交换格式（.mif）、微型工
作站DGN（.dgn）、USGS DLG 文件、USGS SDTS 文件以及ENVI 矢量格式
（.evf）文件。

Output Data to Extenal File
ENVI 允许你将数据输出到各种图像处理格式的文件中，如ArcView栅格(.bil)、
PCI (.pix)、ER Mapper, 以及ERDAS
(.lan)和TIFF文件（包括GeoTIFF和TIFF world文件[.tfw]）。

2.Erdas的数据及格式
IMG格式
∙IMG格式是Erdas imagine软件专用的文件格式，它支持单波段和多波段遥感影像数据的存储。

为方便影像存储、处理及分析，遥感数据源必须首先使用数据转换模块转换为.img格式进行存储。

∙转换后的.img格式文件包括图像对比度、色彩值、描述表、影像金字塔结构信息及文件属性信息。

针对同一个影像，.img
格式使得诸如.rrd、.hdr等文件成为一个
整体。

IMG格式的存储
IMG格式
IMG格式的设计非常灵活，由一系列节点构成，除了可以灵活地存储各种信息外，
还有一个重要的特点是图像的分块存储。

一幅IMG图像按照其行列数被分成了n块,
如512*512的图像被分成了64块（横8纵
8），每一块的大小为64*64.这种存储以
及显示的模式称为金字塔式存储显示模式，塔式结构图像按分辨率分级存储与管理，
最底层的分辨率最高，数据量最大。

这可
以实现跨分辨率的索引与浏览。

AVIRIS
∙The Airborne Visible/Infrared Imaging
Spectrometer is a unique optical sensor which gathers hyperspectral data.
AVIRIS is gathered from aircraft from
altitudes between 4km and 20km.
∙AVIRIS gathers 224 spectral bands of
data, with bandpasses ranging from 400 to 2500 nanometers. Each channel is a spectral intensity measured as a signed 16-bit number.
DTED
∙DTED is Digital Terrain Elevation Data.
ERDAS IMAGINE supports levels 1 and
2. The levels represent levels of
resolution of the terrain. Level 2 is
higher resolution than level 1.
∙DTED1is a uniform matrix of terrain
elevation values with a ground
resolution of approximately 100 meters.
This corresponds approximately to a
250,000 scale map. DTED2is 30 meters.
approximately to a 50,000 scale map.
ENVISAT
Environment Satellite (ENVISAT) is
produced by European Space Agency (ESA). It is an advanced polar-orbiting Earth observation satellite which
provides measurements of the
atmosphere, ocean, land, and ice. The purpose of the Direct Read DLL is to
handle ENVISAT-1 image files in
IMAGINE Viewer
HDF
The Hierarchical Data Format (HDF) is
the common data format of choice for
standard product exchange and
distribution. HDF files consist of a
directory and a collection of data objects.
Every data object has a directory entry,
containing a pointer to the data object
location, and information defining the
data type.
HyDICE
The primary data file has a .cub extension and is stored in BIL (Bit Interleaved by Line) format. HyDICE files contain a 512-byte
embedded text header with the following
notable sections: Several auxiliary files,
including a wavelength information file with the extension .wav, accompany HyDICE
data. If it exists, the wavelength file is read, and the wavelength and full width half max (fwhm) values are used.
Hyperion
The Hyperion sensor aboard EO-1 is a hyperspectral imager which builds upon the Hyperspectral Imaging Instrument (HSI) about LEWIS. Hyperion gathers 220 spectral bands of data, measured at ground sample distances between 7.5 and 30 meters, with bandpasses ranging from 400 to 2500 nanometers.
MrSID
MrSID means Multi-resolution Seamless Image Database. It is a wavelet compression technology and data format developed by LizardTech. This patented new Portable Image Format™provides a significant reduction in the disk space needed to store high-resolution images while maintaining the quality and integrity of the original.
RAW
RAW is a data file without any header
information. The Raw DLL supports files which are not otherwise supported by a Raster DLL, but which are formatted in such a way that the arrangement of the data may be described by a relatively
small number of parameters.
DIMAP
DIMAP is a metadata format designed
by Spot Image, Satellus, and the French National Space Agency (CNES) in order to document digital image maps. It is an open and flexible storage format
shapefile
The ERDAS IMAGINE shapefile DLL
supports point, multipoints, lines, and
polygons. A shapefile is a data format used by ArcView to handle spatial data as attributes. It is nontopological data
that consists of three files:
Convert Data
∙（BSQ，BIL，BIP）
∙Convert Data (BSQ, BIL, BIP) 选项允许你在通用的数据格式之间进行转换。

这种转换对于运用特定的数据更为有效，譬如运用为了特殊处理或交互式分析而储存为某一特定格式的数据。

连续波段的数据可以生成十分清晰的图像，以像元为基元波段交叉的数据能快速抽取单个波谱和波谱平均值，以行为单元的波段交叉数据则折衷了上述两种格式的优缺点。

Raster to Vector
Vector to Raster ASCII to Point Vector layer
结束。