Статистика растровых данных

Для выполнения некоторых операций геообработки или определенных задач в приложениях ArcGIS for Desktop (например, ArcMap или ArcCatalog), таких как контрастная растяжка или классификация данных, растровому набору данных или набору данных мозаики требуется статистика.

Для растровых наборов данных вся статистическая информация, включая гистограмму, в случае, если она не может храниться в самом наборе данных, хранится в дополнительном файле. После того, как дополнительный файл статистики создан, находящиеся в нём данные могут использоваться многократно, для любых операций, которым требуется статистика. Информация о статистике наборов данных мозаики хранится внутри.

Более подробно о дополнительных файлах

Не всегда нужно вычислять статистику, поскольку при необходимости она будет вычислена автоматически. Например, в ArcMap, если набор растровых данных без статистики первый раз добавляется во фрейм данных и для его правильного отображения статистика необходима, по умолчанию вычисляется статистика для поднабора данных. Эта статистика является временной и не сохраняется с набором растровых данных. Если набор данных мозаики не содержит статистики, при отображении его в ArcMap статистика вычисляться не будет. Если набор данных мозаики содержит статистику, будет доступно большее количество методов растяжки гистограммы (таких как Процент отсечения (Percent Clip) или Выравнивание гистограммы (Histogram Equalization)).

Вы можете изменить параметры растяжки в диалоговом окне Свойства слоя (Layer Properties), чтобы использовать статистику из текущего экстента отображения, либо вы можете создать статистику для набора данных. Вы также можете изменить параметры растяжки в разделе Отображение (Display) Окна Image Analysis. Рекомендуется создание статистики для растров до начала работы с ними в ArcMap, чтобы вам не нужно было ждать, пока статистика будет вычислена при отображении набора растровых данных.

При отсутствии статистики она может быть создана в ArcCatalog, окне Каталога либо с помощью инструмента Вычислить статистику (Calculate Statistics). При вычислении статистики вы можете задать два набора параметров: коэффициент пропуска и игнорируемые значения. Коэффициент пропуска позволяет ускорить вычисление статистики за счёт пропуска пикселов. По умолчанию, коэффициент пропуска для строки и столбца равен 1, это означает, что при вычислении будет использована каждая ячейка растра, и это позволит получить более точную статистику. Рекомендуется использовать коэффициент пропуска (например, 100) при вычислении статистики на больших растрах, созданных в ArcSDE или большом наборе данных мозаики. Это сэкономит вам время, поскольку проверяются не все ячейки. Коэффициент пропуска используется не со всеми форматами растров. Форматы растров, которые будут вычислять статистику и пользоваться преимуществами коэффициента пропуска, включают TIFF, IMG, NITF, DTED, RAW, ADRG, CIB, CADRG/ECRG, DIGEST, GIS, LAN, CIT, COT, ERMapper, ENVI DAT, BIL, BIP, BSQ и базу геоданных. Вы также можете задать одно или несколько игнорируемых значений, которые являются нежелательными значениями ячеек, использующимися при вычислении статистики, например, значения фона (например, границы некоторых данных спутников) или значения NoData.

Вы также можете воспользоваться инструментом Задать свойства растра (Set Raster Properties), чтобы определить статистику для набора растровых данных или набора данных мозаики, если вы не хотите, чтобы приложение вычисляло ее. Можно ввести минимум, максимум, стандартное отклонение и среднее значение для каждого канала или извлечь значения из XML-файла, содержащего статистику. Этот файл можно создать путем экспорта статистики из другого растра или набора данных мозаики. Этот инструмент не импортирует гистограмму, которая также хранится со статистикой в файле aux.xml.

Статистику набора растровых данных или набора данных мозаики можно просмотреть в диалоговом окне набора данных Свойства (Properties). Ниже показан пример статистики тематического набора растровых данных, растра типов землепользования. Статистика вычисляется отдельно для каждого канала; если набор растровых данных содержит несколько каналов, для каждого из них будет вычислена своя статистика. Вы можете видеть список параметров, которые можно использовать для построения статистики. При вычислении статистики определяются минимальное и максимальное значения пикселов, а также средне-квадратичное отклонение значений пикселов, и, если используется тематический набор растровых данных, число классов. Если ваш набор данных непрерывен, разбиение на классы в нем отсутствует.

Вы не можете пересчитывать статистику грида, т.к. она всегда существует и встроена непосредственно в формат файла. Статистика вычисляется по каждой ячейке грида, за исключением ячеек со значением NoData.

Статистика набора данных мозаики

Статистика и гистограмма используются для активации автоматической растяжки гистограммы изображения, а также необходимы для некоторых операций анализа. В наборе данных мозаики они могут присутствовать в трех местоположениях:

• Набор данных мозаики
• С каждым исходным набором растровых данных
• В каждом растре набора данных мозаики после применения функций

Статистики набора данных мозаики

Эта статистика применяется ко всему набору данных мозаики во время его отображения.

При вычислении статистики для набора данных мозаики, исследуются базовые пикселы; таким образом, исследуются исходные наборы растровых данных с наименьшим размером пикселов и создаётся статистика во всей мозаике. Вот почему рекомендуется использовать коэффициент пропуска. Определить величину этого коэффициента можно, поделив количество столбцов на 1000 и округлив это значение до целого числа. Однако, если набор данных мозаики имеет обзорные изображения, статистика будет вычислена с их помощью. При создании обзорных изображений статистика вычисляется автоматически.

Чтобы вычислить статистику набора данных мозаики, щелкните правой кнопкой набор данных мозаики в окне Каталога и выберите Статистика (Calculate Statistics). Откроется инструмент Вычислить статистику (Calculate Statistics). Вы также можете напрямую открыть этот инструмент.

Статистика исходного набора растровых данных

Это статистика исходных растров из набора данных мозаики. Она необходима, если вы планируете настраивать цветовой баланс набора растровых данных.

Статистика не создается автоматически для каждого растра в наборе данных мозаики. Однако, при добавлении растровых данных в набор данных мозаики, вы можете поставить отметку Вычислить статистику (Calculate Statistics) для создания статистики каждого исходного набора растровых данных при ее отсутствии. Либо можно использовать инструмент Построить пирамидные слои и статистику (Build Pyramids And Statistics tool), добавить мозаику в качестве входных данных и отметить опции Вычислить статистику (Calculate Statistics) и Включить исходные наборы данных (Include Source Datasets).

Статистика растровых элементов

Каждая строка атрибутивной таблицы набора данных мозаики соответствует растровому элементу мозаики. Отношения между растровыми наборами и растровыми элементами не всегда могут быть описаны как один-к-одному. Поэтому элементы всегда рассматриваются отдельно. Например, растровый элемент может быть панхроматическим изображением, созданным из двух наборов данных. Каждый растровый элемент может иметь собственную цепочку функций, которая может привести к значительному изменению статистики (что непременно скажется на отображении). Например, функция NDVI, Арифметическая функция или Функция растяжки могут изменить значения пикселов и, следовательно, статистику. Как и в случае с исходными наборами растровых данных, статистика каждого растрового элемента в наборе данных мозаики не создается автоматически.

Для вычисления статистики растровых элементов набора данных мозаики

• Запустите инструмент Построить пирамидные слои и статистику (Build Pyramids And Statistics) включите опцию Вычислить статистику (Calculate Statistics) и снимите отметку с опции Включить исходные наборы данных (Include Source Datasets).
• Запустите инструмент Синхронизировать набор данных мозаики (Synchronize Mosaic Dataset)l и поставьте отметку Вычислить статистику (Calculate Statistics), чтобы создать статистику для каждого растрового элемента. Этот инструмент поддерживает выборки, так что статистика может быть вычислена для поднабора либо для всего набора данных мозаики.

Функции Статистика (Statistics) и Растяжка (Stretch)

Функция Статистика (Statistics) вычисляет фокальную статистику для каждого пиксела на основе определенной фокальной окрестности, вместо статистики и гистограммы, которые обсуждаются в этой теме.

Функция Растяжка (Stretch) может использоваться для улучшения изображения путем изменения его таких свойств, как яркость, контраст и гамма, посредством нескольких типов растяжки. По умолчанию, используемая этой функцией статистика получается на основе данных. Однако вы можете указать собственную статистику в диалоговом окне функции. Если вы не указываете собственную статистику, убедитесь в том, что она была предварительно вычислена. Место добавления этой функции определяет используемый вами для вычисления статистики инструмент (как описано выше).

• Если функция Растяжка (Stretch) добавлена в набор данных мозаики, для него должна быть вычислена статистика.
• Если функция Растяжка (Stretch) добавляется первой в цепочке растровых функций или является первой функцией в цепочке, затрагивающей значения пикселов, то статистика для набора должна быть вычислена.
• Если функция Растяжки (Stretch) добавлена после функций, влияющих на значения пикселов, должна быть вычислена статистика для растрового элемента.

Цветовой баланс

Балансировка цвета призвана удалить тренды на изображениях, чтобы они выглядели более цельными. При использовании балансировки цвета для растров в наборе данных мозаики, для него должна быть вычислена статистика. При использовании инструмента Цветовой баланс набора данных мозаики (Color Balance Mosaic Dataset) или окна Цветовая коррекция мозаики (Mosaic Color Correction window) для балансировки цвета набора данных мозаики, содержащего растры, не имеющие статистики, данные процедуры не будут выполнены и выдадут сообщение об отсутствии статистики.

Свойства отображения (выключение растяжки по умолчанию)

По умолчанию, при наличии вычисленной статистики, приложение (например, ArcMap), использует растяжку для улучшения изображения. Если в вашем наборе данных мозаики есть изображения с предварительно растянутой гистограммой (улучшенные) или если вы воспользовались функцией Растяжки (Stretch), вам может оказаться ненужным применение приложением растяжки по умолчанию. В этом случае можно изменить свойство для выключения этой настройки по умолчанию: откройте свойства набора данных мозаики, перейдите на закладку Общие (General), а затем установите Обработанный (Processed) в качестве значения свойства Тип источника (Source Type).