通过栅格类型扩展使ArcGIS 支持更多传感器类型

时间：2016-03-26 07:38:35 阅读：250 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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1 WHAT：什么是栅格类型？

ArcGIS海量影像管理解决方案推出已经有一年时间了，相信很多朋友已经对ArcGIS中如何管理海量影像数据有了大致了解。ArcGIS 10.0中推出了适用于海量影像管理的镶嵌数据集模型（Mosaic Dataset），单个镶嵌数据集就可以管理数百万景，不同时相、不同分辨率、不同坐标系、不同空间位置的影像。

为了将各种来源，形式各异的影像数据导入镶嵌数据集中，我们需要为影像指定“栅格类型（Raster Type）”。简单说，栅格类型就是对各种影像数据的分门别类，而这种分类，基本上是按照卫星传感器类型、航摄相机类型进行划分的。下图是ArcGIS内置支持的一些栅格类型：

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这里需要将栅格类型和栅格数据格式进行区分：栅格数据格式用于定义栅格像素如何存储，例如行列数、波段数、像素值等。而栅格类型则定义了如何识别影像关联的元数据，以及为影像定义的处理函数，如波段组合、全色融合等。

为了更好地理解栅格类型，我们可以打个比方：你要去电影院看电影，除了人要进去，还需要电影票，如果是3D电影，还需要带上3D眼镜。栅格影像数据入库，就相当于去看电影的过程：除了栅格影像数据本身要进去，还需要元数据信息（电影票），如果是多波段影像，可能还需要进行波段组合（看3D需要3D眼镜）。

2 WHEN：什么时候需要栅格类型扩展？

那么既然ArcGIS已经默认支持这么多的栅格类型，我们还有必要进行栅格类型扩展吗？当然需要了，在下面几个常见的场景中，栅格类型扩展是必须的：

1) 需要管理处理过的成果影像：很多单位会对影像数据进行各种处理，例如几何纠正、大气校正、影像拼接等等。经过这些处理的影像，就可能产生了自定义格式的元数据，这样就需要进行栅格类型扩展。

2) 需要管理国产卫星影像：很多单位都有国产卫星影像数据，例如风云系列、北京系列、环境星系列等等。这些卫星的元数据格式，也都形式各异，由于并不是国际通用的商业卫星，因此也需要进行栅格类型扩展。

3) 需要管理军用卫星影像：这类影像元数据格式可能就更加神秘了，如果读者有幸参与相关项目，则必须要通过栅格类型扩展才能管理这类影像。

4) 需要管理航飞拍摄的影像：航片也是影像数据的最大来源之一，比如无人机拍摄等。根据搭载的相机不同，生成的元数据也不尽相同，因此进行栅格类型扩展也是必要的。

那么有哪些影像是不需要进行栅格类型扩展就可以入库的呢？读者可以参考ArcGIS帮助中的介绍：

卫星传感器栅格类型：http://resources.arcgis.com/en/help/#/Satellite_sensor_raster_types/009t000001z6000000/

航空影像栅格类型：http://resources.arcgis.com/en/help/#/Aerial_imagery_raster_types/009t000001zp000000/

3 HOW：如何进行栅格类型扩展

OK，到这里，你已经了解了什么是栅格类型，以及在什么情况下需要进行栅格类型扩展，现在是时候学习如何进行栅格类型扩展了。
栅格类型扩展，实际上是通过ArcObjects开发来完成的。读者不必担心开发的难度，因为ArcGIS提供了非常完善的示例，而开发人员需要做的事情，其实就是给栅格类型扩展起个名字，然后去解析一下元数据文件，再根据需要定义一些预处理函数。

3.1 程序结构

在ArcObjects安装目录下，可以找到栅格类型扩展的示例程序，例如：C:\ArcGIS\DeveloperKit10.1\Samples\ArcObjectsNet\CustomRasterType\CSharp\ThumbnailBuilder，打开示例程序，可以看到ThumbnailBuilder.cs文件，其中包含了一个接口和两个类，如下图所示：

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其中IThumbnailBuilder只包含一个属性，InnerRasterBuilder，表示栅格类型内置的构造器。

ThumbnailFactory则实现了IRasterTypeFactory接口，主要包含COM注册/反注册函数，栅格类型的名称，以及调用栅格类型构造器的流程。

ThumbnailBuilder则是具体的栅格类型构造器，其中包含了栅格类型扩展的具体处理算法。

3.2 实战案例

本例中，我们参考示例程序，但考虑到实际应用，加入了其他的功能，例如：记录操作日志，解析元数据文件等。程序结构如下图所示：

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上述文件分别为：

1) CgcImageryBuilder：栅格类型构造器，执行具体的栅格类型构造操作；

2) CgcRasterTypeFactory：栅格类型工厂，定义栅格类型名称，提供COM注册函数，提供栅格类型构造器调用流程；

3) BuilderHelper：一些通用的处理函数，比如获取镶嵌数据集默认字段、自定义字段，或者添加字段等；

4) LogHelper：记录操作日志，写日志文件；

MetaReader：包含元数据解析函数，将指定格式的元数据文件，读取为标注的键值对。

3.3 主要代码

3.3.1 IAppendedBuilder

[csharp]view
 plain copy

interface IAppendedBuilder : IRasterBuilder  

    {  

        ///<summary>  

        /// 附加的内置目标Raster Builder对象  

        ///</summary>  

        IRasterBuilder InnerRasterBuilder  

        {  

            get;  

            set;  

        }  

    }

3.3.2 CgcRasterTypeFactory

[csharp]view
 plain copy

using System;  

using System.Collections.Generic;  

using System.Linq;  

using System.Text;  

using System.Runtime.InteropServices;  

using ESRI.ArcGIS.esriSystem;  

using ESRI.ArcGIS.DataSourcesRaster;  

using esricd.demos.cgc.imagery.util;  

namespace esricd.demos.cgc.imagery.ext  

{  

    /// <summary>  

    /// 重庆地理信息中心影像数据栅格类型工厂  

    /// </summary>  

    [Guid("AE299550-610F-44B6-9069-5C6E5CDC2F80")]  

    [ClassInterface(ClassInterfaceType.None)]  

    [ProgId("RasterTypeExtension.CgcRasterTypeFactory")]  

    [ComVisible(true)]  

    public class CgcRasterTypeFactory : IRasterTypeFactory  

    {  

        #region 私有成员  

        public const string CGC_IMAGERY = "重庆地理信息中心影像类型";  

        private IStringArray myRasterTypeNames;  

        private UID myUID;  

        public CgcRasterTypeFactory()  

        {  

            //指定栅格类型的名称，这些类型可以与扩展的栅格构造器关联  

            myRasterTypeNames = new StrArrayClass();  

            myRasterTypeNames.Add(CGC_IMAGERY);  

            myUID = new UIDClass();  

            myUID.Value = "{AE299550-610F-44B6-9069-5C6E5CDC2F80}";  

        }  

        #endregion  

        #region IRasterTypeFactory 成员  

        public ESRI.ArcGIS.esriSystem.UID CLSID  

        {  

            get { return myUID; }  

        }  

        public IRasterType CreateRasterType(string RasterTypeName)  

        {  

            try  

            {  

                // 1-首先获取内置栅格类型（Raster Dataset）  

                IRasterTypeName theRasterTypeName = new RasterTypeNameClass();  

                theRasterTypeName.Name = "Raster Dataset";//接受指向.art文件的路径，或内置栅格类型的名称  

                IRasterType theRasterType = (IRasterType)(((IName)theRasterTypeName).Open());  

                if (theRasterType == null)  

                {  

                    LogHelper.AddMessage("错误：未找到栅格类型 " + theRasterTypeName.Name);  

                    return null;  

                }  

                // 2-在内置栅格类型（Raster Dataset）的栅格构造器上附加自定义的栅格构造器  

                IAppendedBuilder pAppendedBuilder = new CgcImageryBuilder();  

                pAppendedBuilder.InnerRasterBuilder = theRasterType.RasterBuilder;  

                theRasterType.RasterBuilder = pAppendedBuilder as IRasterBuilder;  

                // 3-将内置栅格类型（Raster Dataset）的名称改为自定义栅格类型的名称  

                IName theName = theRasterType.FullName;  

                ((IRasterTypeName)theName).Name = RasterTypeName;  

                return theRasterType;  

            }  

            catch (Exception ex)  

            {  

                LogHelper.AddMessage("创建栅格类型 " + RasterTypeName + " 失败：" + ex.Message);  

                return null;  

            }  

        }  

        public string Name  

        {  

            get { return "Cgc Raster Type Factory"; }  

        }  

        public ESRI.ArcGIS.esriSystem.IStringArray RasterTypeNames  

        {  

            get { return myRasterTypeNames; }  

        }  

        #endregion  

        #region COM 注册函数  

        [ComRegisterFunction()]  

        static void Reg(string regKey)  

        {  

            ESRI.ArcGIS.ADF.CATIDs.RasterTypeFactory.Register(regKey);  

        }  

        [ComUnregisterFunction()]  

        static void Unreg(string regKey)  

        {  

            ESRI.ArcGIS.ADF.CATIDs.RasterTypeFactory.Unregister(regKey);  

        }  

        #endregion  

    }  

}

3.3.3 CgcImageryBuilder

[csharp]view
 plain copy

using System;  

using System.Collections.Generic;  

using System.Linq;  

using System.Text;  

using System.Runtime.InteropServices;  

using ESRI.ArcGIS.DataSourcesRaster;  

using ESRI.ArcGIS.esriSystem;  

using ESRI.ArcGIS.Geodatabase;  

using esricd.demos.cgc.imagery.util;  

using ESRI.ArcGIS.Geometry;  

namespace esricd.demos.cgc.imagery.ext  

{  

    [Guid("A1AE3CF4-2C9E-4A9C-9287-C8D9BF182F64")]  

    [ClassInterface(ClassInterfaceType.None)]  

    [ProgId("RasterTypeExtension.CgcImageryBuilder")]  

    [ComVisible(true)]  

    public class CgcImageryBuilder : IAppendedBuilder, IPersistVariant, IRasterBuilderInit  

    {  

        #region 私有成员  

        public IRasterBuilder innerRasterBuilder; // Inner Raster Builder   

        private UID myUID; // UID for the Builder.  

        #endregion  

        #region 附加构造器成员  

        /// <summary>  

        /// 构造函数不能含参数，否则报内存访问错误  

        /// </summary>  

        public CgcImageryBuilder()  

        {  

            innerRasterBuilder = null;  

            myUID = new UIDClass();  

            myUID.Value = "{A1AE3CF4-2C9E-4A9C-9287-C8D9BF182F64}";  

        }  

        public IRasterBuilder InnerRasterBuilder  

        {  

            get  

            {  

                return innerRasterBuilder;  

            }  

            set  

            {  

                innerRasterBuilder = value;  

            }  

        }  

        #endregion  

        #region IRasterBuilder 成员  

        /// <summary>  

        /// AuxiliaryFieldAlias property gets and sets the Auxiliary（辅助、备用） fields Alias  

        /// present in the raster builder  

        /// </summary>  

        public ESRI.ArcGIS.esriSystem.IPropertySet AuxiliaryFieldAlias  

        {  

            get  

            {  

                return innerRasterBuilder.AuxiliaryFieldAlias;  

            }  

            set  

            {  

                innerRasterBuilder.AuxiliaryFieldAlias = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// Flag to specify whether the Raster Builder can build items in place.  

        /// </summary>  

        public bool CanBuildInPlace  

        {  

            get { return innerRasterBuilder.CanBuildInPlace; }  

        }  

        /// <summary>  

        /// Prepare the Raster Type for generating Crawler items  

        /// </summary>  

        /// <param name="pCrawler">Crawler to use to generate the crawler items</param>  

        public void BeginConstruction(IDataSourceCrawler pCrawler)  

        {  

            innerRasterBuilder.BeginConstruction(pCrawler);  

        }  

        /// <summary>  

        /// Construct a Unique Resource Identifier (URI)  

        /// for each crawler item  

        /// </summary>  

        /// <param name="crawlerItem">Crawled Item from which the URI is generated</param>  

        public void ConstructURIs(object crawlerItem)  

        {  

            innerRasterBuilder.ConstructURIs(crawlerItem);  

        }  

        /// <summary>  

        /// Finish Construction of the URI‘s  

        /// </summary>  

        /// <returns></returns>  

        public IItemURIArray EndConstruction()  

        {  

            return innerRasterBuilder.EndConstruction();  

        }  

        /// <summary>  

        /// Generate the next URI.  

        /// </summary>  

        /// <returns>The URI generated.</returns>  

        public IItemURI GetNextURI()  

        {  

            return innerRasterBuilder.GetNextURI();  

        }  

        /// <summary>  

        /// Get the recommended data crawler for the Raster Type based on   

        /// properties provided by the user.  

        /// </summary>  

        /// <param name="pDataSourceProperties">List of properties provided by the user</param>  

        /// <returns></returns>  

        public IDataSourceCrawler GetRecommendedCrawler(IPropertySet pDataSourceProperties)  

        {  

            return innerRasterBuilder.GetRecommendedCrawler(pDataSourceProperties);  

        }  

        /// <summary>  

        /// Check if the item provided is "stale不新鲜的，过时的" or not valid  

        /// </summary>  

        /// <param name="pItemURI">URI for the item to be checked</param>  

        /// <returns></returns>  

        public bool IsStale(IItemURI pItemURI)  

        {  

            return innerRasterBuilder.IsStale(pItemURI);  

        }  

        /// <summary>  

        /// Properties associated with the Raster Type  

        /// </summary>  

        public IPropertySet Properties  

        {  

            get  

            {  

                return innerRasterBuilder.Properties;  

            }  

            set  

            {  

                innerRasterBuilder.Properties = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// 添加辅助字段，所有非镶嵌数据集默认字段均可视为辅助字段  

        /// </summary>  

        public IFields AuxiliaryFields  

        {  

            get  

            {  

                ESRI.ArcGIS.DataSourcesRaster.IRasterBuilder pRasterBuilder = innerRasterBuilder;  

                IFields myFields = pRasterBuilder.AuxiliaryFields;  

                try  

                {  

                    IMosaicDataset pMosaicDataset = ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).MosaicDataset;  

                    IFields pAllFields = BuilderHelper.GetMosaicDatasetFields(pMosaicDataset);  

                    Dictionary<string, esriFieldType> lstCustomFields = BuilderHelper.GetMosaicDatasetCustomFields(pAllFields);  

                    foreach (KeyValuePair<string,esriFieldType> fieldItem in lstCustomFields)  

                    {  

                        int count = myFields.FindField(fieldItem.Key);  

                        if (count == -1)  

                        {  

                            BuilderHelper.AddNewField(myFields, fieldItem.Key, fieldItem.Value);  

                            pRasterBuilder.AuxiliaryFields = myFields;  

                        }  

                    }  

                }  

                catch (Exception ex)  

                {  

                    LogHelper.AddMessage("添加辅助字段失败：" + ex.ToString());  

                }  

                return innerRasterBuilder.AuxiliaryFields;  

            }  

            set  

            {  

                innerRasterBuilder.AuxiliaryFields = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// 构建栅格数据项，可在此对每一项执行附加的构建操作.  

        /// </summary>  

        /// <param name="pItemURI"></param>  

        /// <returns></returns>  

        public IBuilderItem Build(IItemURI pItemURI)  

        {  

            try  

            {  

                // 执行内置的构建操作（参数为待构建项的URI）  

                LogHelper.AddMessage("正在读取栅格数据：" + pItemURI.Key);  

                IBuilderItem pBuilderItem = innerRasterBuilder.Build(pItemURI);  

                //获取镶嵌数据集字段列表，以便根据字段别名提取元数据项  

                IMosaicDataset md = ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).MosaicDataset;  

                IFields pFields = BuilderHelper.GetMosaicDatasetFields(md);  

                //获取栅格数据的属性，以便将元数据项写入属性表中  

                IPropertySet pPropSet = pBuilderItem.Dataset.Properties;  

                //读写元数据  

                MetaReader.ReadCgcImageryMeta(pItemURI.Key, pFields, pPropSet);  

                LogHelper.AddMessage("已完成栅格数据添加。");  

                LogHelper.WriteToLogFile();  

                return pBuilderItem;  

            }  

            catch (Exception ex)  

            {  

                LogHelper.AddMessage("构建栅格数据失败：" + ex.ToString());  

                LogHelper.WriteToLogFile();  

                return null;  

            }  

        }  

        #endregion  

        #region IPersistVariant 成员  

        /// <summary>  

        /// UID for the object implementing the Persist Variant  

        /// </summary>  

        UID IPersistVariant.ID  

        {  

            get { return myUID; }  

        }  

        /// <summary>  

        /// Load the object from the stream provided  

        /// </summary>  

        /// <param name="Stream">Stream that represents the serialized Raster Type</param>  

        void IPersistVariant.Load(IVariantStream Stream)  

        {  

            string name = (string)Stream.Read();  

            innerRasterBuilder = (IRasterBuilder)Stream.Read(); // Load the innerRasterBuilder from the stream.  

        }  

        /// <summary>  

        /// Same the Raster Type to the stream provided  

        /// </summary>  

        /// <param name="Stream">Stream to serialize the Raster Type into</param>  

        void IPersistVariant.Save(IVariantStream Stream)  

        {  

            Stream.Write("CgcImageryBuilder");  

            Stream.Write(innerRasterBuilder); // Save the innerRasterBuilder into the stream.  

        }  

        #endregion  

        #region IRasterBuilderInit 成员  

        /// <summary>  

        /// Default spatial reference for the MD.  

        /// </summary>  

        ISpatialReference IRasterBuilderInit.DefaultSpatialReference  

        {  

            get  

            {  

                return ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).DefaultSpatialReference;  

            }  

            set  

            {  

                ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).DefaultSpatialReference = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// Parent mosaic dataset for the Raster Builder.  

        /// </summary>  

        IMosaicDataset IRasterBuilderInit.MosaicDataset  

        {  

            get  

            {  

                return ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).MosaicDataset;  

            }  

            set  

            {  

                ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).MosaicDataset = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// The raster type operation helper object associated with this raster type.  

        /// </summary>  

        IRasterTypeOperation IRasterBuilderInit.RasterTypeOperation  

        {  

            get  

            {  

                return ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).RasterTypeOperation;  

            }  

            set  

            {  

                ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).RasterTypeOperation = value;  

            }  

        }  

        /// <summary>  

        /// Tracker for when cancel is pressed.  

        /// </summary>  

        ITrackCancel IRasterBuilderInit.TrackCancel  

        {  

            get  

            {  

                return ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).TrackCancel;  

            }  

            set  

            {  

                ((IRasterBuilderInit)innerRasterBuilder).TrackCancel = value;  

            }  

        }  

        #endregion  

    }  

}

扩展开发完成、注册之后，可以在栅格类型中看到自定义的栅格类型，如下图最后一个：
技术分享

这样在影像数据导入镶嵌数据集的时候，就可以选择扩展的栅格类型，保证元数据信息正确入库管理，为下一步影像管理、应用打下坚实的基础。

本文仅介绍栅格类型扩展的技术路线和关键代码，日志记录和其他辅助函数则没有上传，如需完整代码，请在评论中留下邮箱地址。如有疑问，也请在评论中留言探讨。

转自http://blog.csdn.net/esrichinacd/article/details/7844494

通过栅格类型扩展使ArcGIS 支持更多传感器类型

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原文地址：http://blog.csdn.net/kone0611/article/details/50978375

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