Управление данными рельефа: Часть 3 – Ход работы

Эта тема относится только к ArcGIS for Desktop Standard и ArcGIS for Desktop Advanced.

В приведенном ходе работы будут созданы несколько наборов данных мозаики из исходных данных, затем эти наборы будут объединены, на их основе будет создан один главный набор данных мозаики, применяемый для создания различных готовых продуктов. Далее приведена инструкция по созданию справочных наборов данных мозаики и слоев мозаики, которые служат для публикации и размещения в общем доступе.

Используемые данные были описаны ранее. Здесь дана информация о способе хранения данных и их пространственной привязке.

Данные	Пространственная Привязка	Размер пиксела	Z единиц	Глубина пиксела	NoData
GTOPO	GCS_WGS_1984 Десятичные градусы WGS 1984	30 угл.сек. (1 км)	метров	16-bit signed/unsigned Integer	-9999
SRTM	GCS_WGS_1984 Десятичные градусы WGS 1984	90 м	метров	16-bit signed Integer	-32768
NED 30	GDC_North_America_1983 Десятичные градусы NAD 1983	1 угл.сек. (30 м)	метров	Число с плавающей точкой (Float)	-3,4^38
NED 10	GDC_North_America_1983 Десятичные градусы NAD 1983	1/3 угл.сек. (10 м)	метров	Число с плавающей точкой (Float)	-3,4^38
Лазерное сканирование (ЦМР/ЦММ)	NAD83_HARN_StatePlane_Oregon_North Фут NAD 1983 HARN	3 фт	футов	Число с плавающей точкой (Float)	-3,4^38

Данные, используемые в ходе работы

Примечание:

Если у вас имеется только один тип исходных данных, вы можете создать один набор данных мозаики, добавить данные и построить обзорные изображения. Затем вы будете следовать этой инструкции с того момента, где начинается создание различных готовых продуктов на основе главного набора данных.

Создание шаблона набора данных мозаики

Шаблон набора данных мозаики является пустым набором данных, содержащим настройки по умолчанию, которые будут применяться для всех наборов данных мозаики.

Шаги:

1. Если у вас еще не имеется базы геоданных, следует ее создать.

   Это можно сделать, щелкнув правой кнопкой какую-либо папку в окне Каталога и выбрав Новая (New) > Файловая база геоданных (File Geodatabase).

2. Создание нового набора данных мозаики.

   Для этого можно щелкнуть правой кнопкой базу геоданных в окне Каталога (Catalog) и выбрать Новый (New) > Набор данных мозаики (Mosaic Dataset), либо открыть инструмент Создать набор данных мозаики (Create Mosaic Dataset).

3. Все наборы данных мозаики должны иметь одинаковую пространственную привязку, так как в дальнейшем они будут объединены в один набор данных. Эта пространственная привязка не обязательно должна соответствовать привязке входных данных. Если речь идет о глобальном наборе данных, рекомендуется проекция Меркатора web Mercator (в метрах; либо в десятичных градусах – при условии, что абсолютно все исходные данные также даны в десятичных градусах). Если, с другой стороны, все данные организации покрывают только определенную территорию (например, отдельную область), и в будущем эта ситуация совершенно точно не изменится, то можно применить местную систему координат (государственную или UTM).

   Щелкните кнопку выбора Системы координат (Coordinate System) и выберите Системы координат проекции (Projected Coordinate Systems) > Мировая (World) > WGS 1984 Web Mercator (Дополнительная сфера (Auxiliary Sphere)).

4. Создаваемый набор данных мозаики будет служит шаблоном как для исходных наборов данных мозаики, так и для главного набора. Как следствие, необходимо задать тип пиксела, так как в главном наборе будут совмещены растры с различными глубинами пикселов.

   Раскройте раздел Свойства пиксела (Pixel Properties), выберите из ниспадающего списка Тип пиксела (Pixel Type) тип 32_BIT_FLOAT.

Создание пользовательских полей

Пользовательские поля служат в таблице атрибутов набора данных мозаики для управления метаданными, свойственными каждому конкретному набору данных. Эти метаданные предоставляют пользователю какую-либо информацию, применяются в запросах или используются методом мозаики. Поля можно добавить либо напрямую из окна Каталога, либо, открыв набор данных мозаики в ArcMap, путем редактирования таблицы атрибутов в окне таблицы.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой Шаблон набора данных мозаики TemplateMosaicDataset и выберите команду Свойства (Properties).
2. Перейдите на закладку Поля (Fields).
3. Прокрутите окно вниз, выберите пустую строку и введите такие новые поля:

   Имя поля	Тип данных	Описание
   Horiz_CE90_m	Число с плавающей точкой (Float)	Хранит горизонтальную точность в метрах
   Vert_LE90_m	Число с плавающей точкой (Float)	Хранит вертикальную точность в метрах
   Источник	Текст	Для записи источника каждого набора данных
   Наилучшее	Число с плавающей точкой (Float)	Поле для сортировки данных, устанавливающее их порядок при любом приближении

   Описание полей
4. Одновременно добавьте и другие дополнительные поля метаданных, например отметку об авторском праве, дате получения или собственнике данных.

Поле Наилучшее (Best) рекомендуется использовать для упорядочивания изображений при методе мозаики По атрибуту (By Attribute). Это поле произвольное, при указании в нем численных значений можно придерживаться любого подходящего принципа. В приведенном ходе работы мы будем записывать в это поле наименьший размер пиксела набора данных, таким образом, в мозаике будут использоваться изображения с наилучшим разрешением для соответствующего масштаба.

Подробнее о добавлении полей

Создание исходных наборов данных мозаики

Исходные наборы данных мозаики создаются для каждого типа входных данных (в тех случаях, когда этих типов несколько). В число исходных данных в нашем случае входят следующие (описанные ранее):

• GTOPO
• SRTM
• NED 10 & 30
• ЦМР лаз. скан. (LIDAR DEM)
• ЦММ лаз. скан. (LIDAR DSM)

Следует сделать копии Шаблона TemplateMosaicDataset и переименовать каждую из них согласно входным данным. Рекомендуется к именам каждого набора данных добавлять префикс "S_" (от source – источник, например S_NED или S_SRTM) для удобства распознавания содержимого этих наборов при управлении данными.

Шаги:

1. В окне Каталога щелкните правой кнопкой шаблон TemplateMosaicDataset и выберите Копировать (Copy).
2. Щелкните правой кнопкой базу геоданных и выберите Вставить (Paste).
3. Измените Имя цели (Target Name).

Кроме того, для создания копий шаблона TempateMosaicDataset можно воспользоваться инструментом Копирование (Copy).

Добавление данных в исходные наборы данных мозаики

В каждый исходный набор должны быть добавлены соответствующие данные.

Шаги:

1. В окне Каталог (Catalog) щелкните правой кнопкой один из исходных наборов данных мозаики и выберите Добавить растры (Add Rasters).

   Откроется инструмент Добавить растры в набор данных мозаики (Add Rasters To Mosaic Dataset).

2. Убедитесь, что Тип растра (Raster Type) имеет значение Набор растровых данных (Raster Dataset).

   В большинстве подобных случаев используется тип растра Набор растровых данных, за исключением добавления данных DTED.

3. Щелкните стрелку ниспадающего списка Входные данные (Input), щелкните Рабочая область (Workspace) и добавьте папку рабочей области (покажите путь к ней или перетащите папку в диалоговое окно).

   Предполагается, что исходные данные организованы по отдельным папкам для каждого типа источника; в противном случае вместо Рабочей области следует выбрать Набор данных (Dataset) и указать отдельные файлы.

4. Также есть возможность запретить добавление дублированных данных. В этом есть смысл, если исходные коллекции данных имеют множество повторяющихся файлов, которые не хотелось бы дублировать в наборе данных мозаики. Тем не менее, применение этой опции увеличит время добавления данных, поэтому ее не следует задействовать без причины.
5. Кроме того, при необходимости можно указать фильтр имен файлов. Например, если вместе с исходными данными в формате TIF хранятся также файлы низкого разрешения GIF, необходимо указать фильтр *.tif, иначе файлы GIF также будут добавлены в набор.

На этом этапе не требуется построение обзорных изображений, так как для этих исходных наборов данных мозаики в них нет необходимости. Обзорные изображения будут построены в главном наборе данных мозаики.

Заполнение полей метаданных

Для каждого набора данных мозаики необходимо заполнить поля, добавленные в начале работы.

Шаги:

1. Добавьте исходный набор данных мозаики в таблицу содержания ArcMap.
2. Щелкните правой кнопкой слой Контуры (Footprint) и выберите Открыть таблицу атрибутов (Open Attribute Table).
3. Если вы хотите ввести определенные значения только для некоторых строк в таблице, необходимо вначале выбрать эти строки. Если значения будут действительны для всех строк, то не должно быть выбрано ни одной строки.
4. Щелкните правой кнопкой мыши заголовок столбца редактируемого поля и выберите команду Калькулятор поля (Field Calculator).
5. Введите соответствующие значения для данного поля.
   • В поля точности (Horiz_CE90_m и Vert_LE90_m) следует ввести численные значения. Например, для данных SRTM горизонтальная точность вероятно будет равна 20 метров, а вертикальная – 16 метров. Данные GTOPO имеют вертикальную точность от 30 до 500 метров.
   • В поле Источник следует вводить значение в кавычках, например, "GTOPO" или "NED30".
   • В поле Наилучшее (Best) можно ввести [LowPS], при этом в него будут скопированы значения из поля LowPS, либо вы можете ввести какие-то свои значения.

Конвертация данных лазерного сканирования из футов в метры

Поскольку данные лазерного сканирования измеряются в футах, а все остальные данные высоты – в метрах, необходима конвертация единиц измерения данных лазерного сканирования в метры. Для простоты мы добавим Арифметическую функцию, которая и осуществит конвертацию, к элементам из исходного набора данных лазерного сканирования. Как вариант, можно было бы вначале добавить эти данные в главный набор данных мозаики, а затем выбрать нужные элементы и применить эту функцию.

Шаги:

1. Щелкните правой кнопкой слой Контуры (Footprint) в таблице содержания и выберите Открыть таблицу атрибутов (Open Attribute Table).
2. Нажмите кнопку Опции таблицы (Table Options) в окне Таблица (Table) и щелкните Выбрать все (Select All).
3. В таблице содержания щелкните правой кнопкой слой Контуры (Footprint) и выберите пункт меню Выборка (Selection) > Пакетно редактировать функции растра (Batch Edit Raster Functions).

   Откроется Мастер редактирования функций растра (Raster Functions Editor Wizard).

4. Нам необходима операция Вставить функцию (Insert Function). Затем щелкните кнопку Далее (Next).
5. Поставьте отметку Вставить над самой верхней функцией (Insert above the top-most function) и нажмите Далее (Next).
6. Щелкните правой кнопкой функцию Идентичности (Identity) и щелкните Вставить (Insert) > Арифметическая функция (Arithmetic).
7. Задайте следующие параметры:

   • Операция (Operation) = Умножить (Multiply)
   • Растр (Raster) = Растр 2 (Raster 2)
   • Константа (Constant) = 0,3048
8. Нажмите кнопку ОК и следуйте инструкциям Мастера по вставке функции.

Контроль качества

В исходных данных часто встречаются проблемы с качеством (особенно со значениями NoData), с проекцией и т.д. Внимательно просмотрите каждый исходный набор данных мозаики в ArcMap. Вам может пригодиться улучшение внешнего вида изображений путем растяжки с опцией DRA, активируемой в окне Анализ изображений (Image Analysis), так как в наборах данных мозаики не рассчитана статистика (за ненадобностью). Значения данных могут быть просмотрены инструментом Идентифицировать (Identify). . Для некоторых исходных данных может понадобиться редактирование контуров или определение значений NoData.

Контуры

Просмотрите набор данных мозаики с отключенным Слоем изображений (Image layer). Убедитесь в том, что контуры изображений расположены относительно друг друга верным образом. Иногда в исходных данных некорректно указана информация о проекции, в таком случае некоторые контуры изображений будут располагаться вдалеке от основной массы. Необходимо будет в этом случае удалить такие файлы, скорректировать их проекцию и заново добавить их в набор данных мозаики.

Контуры изображений генерируются в зависимости от выбранного типа растра в ходе добавления растровых данных в набор данных мозаики. В случае с типом растра Набор растровых данных, контуры, как правило, всего лишь очерчивают внешние границы набора данных. Как следствие, может быть необходимо их изменить (в частности, уменьшить) при помощи инструмента Построить контуры (Build Footprint).

О контурах набора данных мозаикиОб удалении растровых данных из набора данных мозаикиОб определении или изменении системы координат растра

NoData

Тип данных NoData обозначает отдельные пикселы или области в файле данных или на определенной территории, где не имеется никаких реальных данных, т.е. значения NoData обозначают отсутствие данных. В наборе растровых данных значения NoData представлены конкретными закрепленными значениями, которые не должны пересекаться с реальными значениями данных. Значения NoData могут быть различны, например 0 (для данных типа 8-bit INTEGER) или -99 999 (для данных типа FLOAT).

Подробнее о типе NoData в наборах растровых данных

В конечном итоге ожидается, что пикселы NoData не будут участвовать в отображении, а также в расчетах инструментов геообработки. Дополнительная информация приведена в разделе Тип NoData и его влияние на анализ данных.

Для обращения с данными NoData, в зависимости от сложности самих данных, существует три способа:

• Контуры (экстенты реальных изображений в каждом наборе данных) и граница (объединение всех контуров) могут использоваться в качестве маски, при этом система будет рассматривать как тип NoData все, что выходит за границы этой маски.
• Если данные NoData характеризуются определенными значениями, можно настроить набор данных мозаики на распознавание этих значений (например, -99999), при этом все пикселы с такими значениями будут игнорироваться.
• Для наборов данных с многосложной границей или для тех, которые содержат значения NoData внутри границы, существует третий вариант – создание растровой маски для всех пикселов NoData с использованием двух первых методов (в виде нового растрового слоя). Затем производится настройка системы таким образом, чтобы не отображались пикселы вне этой маски.

Для повышения скорости при работе со значениями NoData рекомендуется выбрать метод изменения контуров, но при этом предполагается, что значения NoData располагаются вдоль краев отдельных растров. Если внутри каждого набора данных имеются пробелы типа NoData, то одним изменением контуров не обойтись. Тем не менее, настройка набора данных мозаики на распознавание одного или нескольких значений NoData может замедлить работу системы в случае нескольких перекрывающихся изображений (к примеру, при проверке каждого слоя на наличие значений NoData).

Esri рекомендует выбирать подход в зависимости от особенностей данных. Для каждого набора данных определите, какие значения являются NoData, а также имеются ли области NoData в этом наборе данных (желательно). Затем для всей области проекта определите наличие перекрывающихся наборов данных (при одном масштабе, т.е. с одним размером пиксела) с одинаковыми диапазонами размеров пикселов. Например, данные NED и SRTM разбиты на листы и не перекрываются (при одном масштабе), поэтому следует определить значение NoData при помощи инструмента Задать значения NoData набора данных мозаики (Define Mosaic Dataset NoData).

Если имеются перекрытия данных, то наилучшим подходом будет изменение контуров. Например, перекрытия могут быть между наборами данных лазерного сканирования.

Если отдельные файлы данных в исходном наборе данных мозаики имеют достаточно простую границу, но вокруг краев каждого набора данных сосредоточены значения NoData (при этом нет пробелов NoData внутри изображений), следует переопределить контуры инструментом Построить контуры (Build Footprints) с указанием диапазона корректных значений данных (к примеру, для данных рельефа Минимальное значение данных (MinimumDataValue) равно -100, Максимальное (MaximumDataValue) – 9 000), при этом параметр Число вершин (Number of Vertices) можно оставить по умолчанию (25). Если исходные файлы данных имеют незначительное перекрытие (1–5%), то может быть удобно задать параметр Уменьшить расстояние (Shrink Distance), по умолчанию равный 0.

Подсказка:

Обратите внимание, опция Всегда вырезать изображение по его контуру (Always clip the Image to its Footprint) должна быть во всех случаях установлена на Да (Yes). Для того чтобы найти эту опцию, щелкните правой кнопкой набор данных мозаики в окне Каталога (Catalog) и выберите Свойства (Properties) > По умолчанию (Defaults). Эта опция должна быть активирована для исходного набора данных мозаики, а также для всех других наборов данных, которые будут обращаться к нему (в частности, для главного и справочного наборов данных мозаики).

Если отдельные наборы данных имеют контуры нерегулярной формы, к тому же в их внутренней части имеются пробелы NoData, может быть необходимо применить оба вышеописанных метода, однако это снизит быстродействие системы.

Если данные имеют сложную конфигурацию пикселов NoData, когда несколько значений NoData располагаются среди массива данных и к тому же имеется многосложная граница, придется использовать последний подход – задать растровую маску как дополнительный слой изображения, затем применить этот слой в качестве маски для значений NoData путем создания пользовательской функции. Например, создать изображение, в котором значения NoData будут представлены нулем, а реальные данные – единицей, затем применить Арифметическую функцию и умножить значения в наборе данных мозаики на значения этого изображения-маски.

Подсказка:

Для создания растра, в котором значения NoData равны 0, а реальные данные – 1, можно применить выражение Con(IsNull).

Раздел об операторе Равно NULL (Is Null)Раздел об Условии (Con)

Создание главного набора данных мозаики

Скопируйте шаблон TemplateMosaicDataset, как и ранее, и назовите новый набор данных мозаики MasterMosaicDataset (Главный набор данных мозаики).

Добавление данных в главный набор данных мозаики

Для внесения исходных наборов данных мозаики в главный набор данных существует два способа. Рекомендуемый способ заключается в применении типа растра Таблица (Table). При этом каждый элемент исходного набора данных мозаики будет добавлен в главный набор данных как отдельный элемент. Таким образом, возможна работа в каждым элементом по отдельности, если есть такая необходимость. Также устраняется излишняя обработка при публикации набора данных. Другой способ заключается в добавлении исходного набора данных мозаики в главный при помощи типа растра Набор растровых данных (Raster Dataset). При этом каждый исходный набор данных будет добавлен как единый элемент. В этом случае доступ к каждому источнику в исходном наборе данных будет ограничен, в том числе будут недоступны метаданные, контуры, запросы и загрузка отдельных исходных элементов. В большинстве случаев такой подход не рекомендуется.

Шаги:

1. Щелкните правой кнопкой главный набор данных мозаики в окне Каталог и выберите Добавить растры (Add Rasters).

   Откроется инструмент Добавить растры в набор данных мозаики (Add Rasters To Mosaic Dataset).

2. Щелкните стрелку ниспадающего списка Тип растра (Raster Type) и выберите Таблица (Table).
3. Щелкните стрелку ниспадающего списка Входные данные (Input) и выберите Набор данных (Dataset).
4. Добавьте в диалоговое окно все исходные наборы данных мозаики и нажмите кнопку ОК. (За исключением набора данных S_Lidar_surface (ЦММ по данным лазерного сканирования), о нем будет сказано позднее.)

   

Установка свойств набора данных мозаики

Для настройки отображения данных в наборе данных мозаики следует задать метод мозаики и некоторые другие свойства.

Шаги:

1. В окне Каталога щелкните правой кнопкой главный набор данных мозаики MasterMosaicDataset, затем щелкните Свойства (Properties).

   Откроется диалоговое окно Свойства набора данных мозаики (Mosaic Dataset Properties).

2. Перейдите на закладку По умолчанию (Defaults).
3. Нажмите кнопку Допустимые методы сжатия (Allowed Compression Methods).

   Откроется диалоговое окно Настроить список допустимого (Configure Allow List).

4. В ниспадающем списке Метод по умолчанию (Default Method) выберите пункт LERC.

   LERC – эффективный метод сжатия с потерями, который рекомендуется применять для данных с большой глубиной пиксела.

5. Закройте диалоговое окно.
6. Нажмите кнопку Допустимые методы создания мозаики (Allowed Mosaic Methods).

   Откроется диалоговое окно Настроить список допустимого (Configure Allow List).

7. Снимите отметку Линия сшивки (Seamline) (поскольку набор данных мозаики не имеет линии сшивки).
8. В ниспадающем списке Метод по умолчанию (Default Method) выберите пункт По атрибуту (By Attribute).
9. Щелкните стрелку ниспадающего списка Поле порядка (Order Field) и выберите поле Наилучшее (Best).

   Основное значение порядка (Order Base Value) должно быть равно 0.

   Поле Наилучшее (Best) отвечает за то, что данные с наилучшим разрешением на определенную территорию будут иметь наивысший приоритет при отображении. Обратите внимание, поля MinPS и MaxPS в таблице атрибутов предназначены для первичного контроля за отображением изображений в любом масштабе.

   Раздел, посвященный методам мозаики

10. Закройте диалоговое окно.
11. Если были изменены контуры в каком-либо исходном наборе данных мозаики, задайте для опции Всегда вырезать изображение по его контуру (Always clip the Image to its Footprint) значение Да (Yes).
12. Дополнительно вы можете настроить параметр Допустимые поля (Allowed Fields), указав только те поля, которые будут видны пользователю.
13. Применяемая нами проекция Web Mercator имеет датум WGS84, но не все исходные данные имеют тот же датум, поэтому необходимо выбрать подходящее преобразование кнопкой Преобразование географической системы координат (Geographic Coordinate System Transformation).

    В данном случае преобразование необходимо для набора данных лазерного сканирования, и следует выбрать следующий его вариант: NAD_1983_HARN_TO_WGS_1984.

Построение обзорных изображений

Обзорные изображения служат для повышения скорости отображения набора данных мозаики при низком разрешении. По своему принципу они схожи с пирамидными слоями, только в отличие от пирамидных слоев, которые связаны с отдельными изображениями, обзорные изображения строятся на основе мозаики из нескольких изображений.

Подробнее об обзорных изображениях набора данных мозаики

Для нашего главного набора мозаики не требуется построение большого количества обзоров, так как данные уже представлены в различных разрешениях. Обзорным изображениям не обязательно иметь самое низкое разрешение, особенно в данном случае. Ни для каких входных данных не были построены пирамидные слои, так как мы собирались добавлять их в набор данных мозаики с различными разрешениями. В тех случаях, когда разрешения перекрывающихся изображений различаются более, чем в три раза (сравниваются значения MaxPS для меньшего разрешения и LowPS для большего разрешения), на эту область будут построены обзорные изображения.

Существует два способа построения обзорных изображений: в одном используются параметры по умолчанию, в другом они изменяются. Обзорные изображения записываются на диск в виде дополнительных файлов. По умолчанию они хранятся в той папке, где располагается база геоданных с набором данных мозаики. Если вы желаете сохранить их в другое место, воспользуйтесь инструментом Определить обзорные изображения (Define Overviews) и укажите выходное местоположение. Кроме того, по желанию можно сменить и другие свойства обзорных изображений, например метод сжатия. Этот инструмент создаст в таблице атрибутов записи, соответствующие обзорным изображениям, но при этом их построения на самом деле не происходит. Построение этих обзорных изображений выполняется инструментом Построить обзорные изображения (Build Overviews).

Если вы желаете принять параметры по умолчанию, то можете сразу запустить этот инструмент Построить обзорные изображения (Build Overviews). Работа инструмента Построить обзорные изображения (Build Overviews) требует определенного времени. Вы можете следить за ходом работы инструмента в окне Результаты (Results).

Примечание:

Построение обзорных изображений рекомендуется в том случае, когда из исходных данных высокого разрешения необходимо получить изображения низкого разрешения, что является обязательным в некоторых приложениях. В других случаях рекомендуется использовать существующие данные низкого разрешения (например, GTOPO или SRTM). При этом следует отложить построение обзоров до того момента, когда будут добавлены все входные наборы данных. После этого можно принимать решение о необходимости дополнительных обзорных изображений.

Обновление поля Наилучшее (Best)

Так как редактирование поля Наилучшее (Best) проводилось вручную, сразу после добавления новых обзорных изображений это поле у них будет пустым. Необходимо заполнить это поле, а также, при желании, и другие дополнительные поля.

Шаги:

1. Щелкните правой кнопкой слой Контуры (Footprint) в таблице содержания и выберите Открыть таблицу атрибутов (Open Attribute Table).
2. Выберите все элементы обзорных изображений. Вы можете сделать это вручную или при помощи запроса. При создании запроса учтите, что все обзорные изображения должны иметь Категорию (Category) = 2, а их Имя (Name) должно начинаться с букв "Ov" (от слова overview – обзорное изображение).
3. Щелкните правой кнопкой заголовок столбца Наилучшее (Best) и выберите команду Калькулятор поля (Field Calculator).
4. Введите [LowPS] и нажмите ОК.

Создание справочных наборов данных мозаики и слоев (готовых продуктов)

На этом этапе начинается создание продуктов для публикации и размещения в общем доступе, например элементов, визуализирующих отмывку рельефа, уклон и экспозицию. Справочный набор данных мозаики позволяет строить различные продукты визуализации без копирования исходных данных.

Справочный набор данных мозаики имеет некоторые ограничения, которые важно знать при реализации системы. К примеру, он не позволяет редактировать таблицу атрибутов, поэтому данные будут всегда представлены в той структуре, которая определена в главном наборе данных мозаики. К тому же, справочный набор данных мозаики непосредственно связан со своим родительским набором данных (в нашем случае с главным набором) – когда в последнем происходит добавление новых элементов, эти элементы автоматически появляются и в справочном наборе данных.

Подробнее о справочном наборе данных мозаики

Внимание:

Перед созданием справочного набора данных мозаики убедитесь, что в таблице главного набора не выбрано никаких записей, иначе только эти выбранные записи будут включены в справочный набор данных мозаики.

Справочный набор данных мозаики на основе главного набора

Создание справочного набора данных мозаики на основе главного набора данных мозаики позволяет предоставлять пользователям доступ к последнему без непосредственного размещения его в общем доступе. Это предохранит его от нежелательных изменений. Кроме того, можно использовать такой справочный набор данных в качестве источника для публикации сервиса изображений.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой главный набор данных мозаики MasterMosaicDataset и выберите Создать справочный набор данных мозаики (Create Referenced Mosaic Dataset).

   Откроется инструмент Создать справочный набор данных мозаики (Create Referenced Mosaic Dataset).

2. Укажите любое имя для создаваемого набора. Рекомендуется начинать имя с префикса "R_", для того чтобы было видно, что это справочный набор данных мозаики (Referenced mosaic dataset), например R_MasterMosaicDataset.
3. Нажмите ОК.

Построение отмывки рельефа

На этом этапе будет создан еще один справочный набор данных мозаики, к нему будет добавлена функция Отмывки и рассчитана статистика.

Создание справочного набора данных мозаики

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой главный набор данных мозаики MasterMosaicDataset и выберите Создать справочный набор данных мозаики (Create Referenced Mosaic Dataset).
2. В поле Выходной набор данных мозаики (Output Mosaic Dataset) введите имя R_MasterDEM_Hillshade.
3. Нажмите ОК.

Добавление функции Отмывка (Hillshade)

Функция Отмывка служит для построения изображения на основе данных рельефа с эффектом гипотетического освещения поверхности источником света (солнцем) с определенным азимутом и высотой.

Следует добавить функцию Отмывка и изменить некоторые свойства по умолчанию набора данных мозаики.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой набор данных мозаики R_MasterDEM_Hillshade, затем щелкните Свойства (Properties).
2. Перейдите на закладку Функции (Functions).
3. Щелкните правой кнопкой мыши Функция мозаики (Mosaic Function) и выберите пункт Вставить (Insert) > Функция Отмывка (Hillshade Function).

   Вы можете принять параметры функции по умолчанию или указать определенный азимут, высоту или коэффициент Z. Для достижения наилучшего эффекта отмывки желательно попробовать несколько различных значений.

   Подробнее о функции Отмывка (Hillshade)

4. При работе с глобальным набором данных (на всю территорию Земли – как предполагается в данной инструкции) щелкните стрелку ниспадающего списка Масштабирование (Scaling) и выберите Уравненное (Adjusted).
5. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.
6. Перейдите на закладку По умолчанию (Defaults).
7. Откройте Допустимые методы сжатия (Allowed Compression Methods) и установите по умолчанию JPEG.
8. Задайте параметр Метод пересчета по умолчанию (Default Resampling Method) как Билинейная интерполяция (Bilinear Interpolation).
9. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.

Расчет статистики

Изначально статистика была рассчитана для данных рельефа с типом Float, но после применения функции Отмывка мы получили 8-битное изображение, поэтому для набора данных мозаики необходимо заново рассчитать статистику. Статистика может быть рассчитана тремя способами: для каждого исходного набора растровых данных, для каждого элемента в наборе данных мозаики или для всего набора данных мозаики. Более подробная информация приведена в разделе Статистика набора растровых данных. В данном случае требуется расчет статистики только для набора данных мозаики.

При расчете статистики для набора данных мозаики могут использоваться только выборочные пикселы. Крайне рекомендуется указать какой-либо коэффициент пропуска пикселов (skip factor). Стандартный подход – число столбцов пикселов в изображении, поделенное на 1 000. Если набор данных мозаики покрывает всю территорию Земли, желательно указать очень большое число, порядка 20 000. Если коэффициент пропуска не будет указан, то процесс расчета статистики займет очень продолжительное время.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой набор данных мозаики и выберите Улучшение вида (Enhance) > Вычислить статистику (Calculate Statistics).
2. Введите значения пропуска пикселов (например, 20 000).
3. Кроме того, можно выбрать игнорируемые значения (ignore values), такие как 0 или -9999.

Построение уклона

На этом этапе будет создан еще один справочный набор данных мозаики, к нему будет добавлена функция Уклон (Slope), затем будет создан файл слоя мозаики, задающий отображение набора данных.

Создание справочного набора данных мозаики

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой главный набор данных мозаики MasterMosaicDataset и выберите Создать справочный набор данных мозаики (Create Referenced Mosaic Dataset).
2. В поле Выходной набор данных мозаики (Output Mosaic Dataset) введите имя R_MasterDEM_Slope.
3. Нажмите ОК.

Добавление функции Уклон (Slope)

Функция Уклон служит для построения на основе данных рельефа изображения, представляющего меру изменения высоты от пиксела к пикселу.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой набор данных мозаики R_MasterDEM_Slope, затем щелкните Свойства (Properties).
2. Перейдите на закладку Функции (Functions).
3. Щелкните правой кнопкой мыши Функция мозаики (Mosaic Function) и выберите пункт Вставить (Insert) > Функция Уклон (Slope Function).

   Вы можете принять параметры функции по умолчанию или указать определенный коэффициент Z.

   Подробнее о функции Уклон (Slope)

4. При работе с глобальным набором данных (на всю территорию Земли – как предполагается в данной инструкции) щелкните стрелку ниспадающего списка Выходные измерения (Output Measurements) и выберите Масштабированные (Scaled).
5. Закройте оба диалоговых окна кнопкой ОК.

Функция Уклон (Slope) производит расчет значений уклона в диапазоне 0–90. Затем может быть рассчитана статистика; но также можно сразу задать параметры растяжки, которые не входят в доступные свойства мозаики, при этом расчет статистики не потребуется.

Определение свойств слоя мозаики

Шаги:

1. Добавьте набор данных мозаики в ArcMap.
2. В таблице содержания щелкните правой кнопкой слой Изображение (Image) и выберите Свойства (Properties).
3. Перейдите на закладку Символы (Symbology) и прокрутите раздел до конца.
4. Щелкните стрелку ниспадающего списка Тип (Type) и выберите Минимум-Максимум (Minimum-Maximum).
5. В ниспадающем списке Статистика (Statistics) щелкните В соответствии с установками пользователя (ниже) (From Custom Settings (below)).
6. Введите следующие значения:
   • Мин. (Min) = 0
   • Макс. (Max) = 90
   • Среднее (Mean) = 45
   • Ср.кв.откл. (Std Dev) = 1
7. Кроме того, можно прокрутить раздел выше и сменить цветовую схему. Например, можно выбрать бело-синюю цветовую схему. Поставьте отметку Инвертировать (Invert), для того чтобы синий цвет соответствовал меньшим значениям, а белый – большим.

8. Нажмите кнопку Применить (Apply), затем кнопку ОК.
9. Сохраните слой набора данных мозаики. Щелкните правой кнопкой набор данных мозаики в таблице содержания и выберите Сохранить как файл слоя (Save As Layer File).

Построение экспозиции склонов

На этом этапе будет создан еще один справочный набор данных мозаики, к нему будет добавлена функция Экспозиция (Aspect), затем будет создан файл слоя мозаики, задающий отображение набора данных.

Создание справочного набора данных мозаики

Шаги:

1. Откройте инструмент Создать справочный набор данных мозаики (Create Referenced Mosaic Dataset).
2. Источником будет главный набор данных MasterMosaicDataset.
3. В поле Выходной набор данных мозаики (Output Mosaic Dataset) введите имя R_MasterDEM_Aspect.
4. Нажмите ОК.

Добавление функции Экспозиции (Aspect)

Функция Экспозиция (Aspect) определяет направление максимального уклона от каждой ячейки к соседним. Экспозиция может рассматриваться как направление уклона. Значения выходного растра представляют компасные направления экспозиции.

Шаги:

1. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой набор данных мозаики R_MasterDEM_Aspect, затем щелкните Свойства (Properties).
2. Перейдите на закладку Функции (Functions).
3. Щелкните правой кнопкой мыши Функция мозаики (Mosaic Function) и выберите пункт Вставить (Insert) > Функция Экспозиция (Aspect Function).

   Подробнее о функции Экспозиция (Aspect)

4. Закройте оба диалоговых окна кнопкой ОК.

Функция Экспозиция (Aspect) производит расчет значений в диапазоне 0–360. Затем может быть рассчитана статистика; но также можно сразу задать параметры растяжки, которые не входят в доступные свойства мозаики, при этом расчет статистики не потребуется.

Определение свойств слоя мозаики

Шаги:

1. Добавьте набор данных мозаики в ArcMap.
2. В таблице содержания щелкните правой кнопкой слой Изображение (Image) и выберите Свойства (Properties).
3. Перейдите на закладку Символы (Symbology) и прокрутите раздел до конца.
4. Щелкните стрелку ниспадающего списка Тип (Type) и выберите Минимум-Максимум (Minimum-Maximum).
5. В ниспадающем списке Статистика (Statistics) щелкните В соответствии с установками пользователя (ниже) (From Custom Settings (below)).
6. Введите следующие значения:
   • Мин. (Min) = 0
   • Макс. (Max) = 360
   • Среднее (Mean) = 180
   • Ср.кв.откл. (Std Dev) = 1
7. Кроме того, можно прокрутить раздел выше и сменить цветовую схему.
   1. Щелкните правой кнопкой поле Цветовая схема (Color Ramp) и щелкните пункт Графика (Graphic View), отключив эту опцию.
   2. В списке Цветовая схема (Color Ramp) выберите Экспозиция (Aspect) – это цветовая схема экспозиции по умолчанию, широко применяющаяся пользователями ArcGIS.

8. Нажмите кнопку Применить (Apply), затем кнопку ОК.
9. Сохраните слой набора данных мозаики. Щелкните правой кнопкой набор данных мозаики в таблице содержания и выберите Сохранить как файл слоя (Save As Layer File).

Построение эллипсоидальных высот рельефа

Следуйте по инструкции в разделе Конвертация ортометрических высот в эллипсоидальные.

Построение ЦММ

Главный набор данных мозаики, который был создан ранее, представляет собой только цифровую модель рельефа земной поверхности. Для поддержки цифровой модели местности можно создать еще один набор данных. Предполагается, что в этом главном наборе данных будут использоваться ЦМР и ЦММ в совокупности, поскольку данные ЦММ будут видны только в наиболее крупном масштабе. Для построения такого набора данных есть несколько способов (начиная с самого предпочтительного):

1. Создайте новый главный набор данных мозаики, добавьте исходный набор данных, как показано ранее, но используйте в качестве источника набор данных лазерного сканирования ЦММ вместо набора данных ЦМР. Постройте обзорные изображения, затем создайте любые необходимые справочные наборы данных мозаики.
2. Скопируйте первичный главный набор данных мозаики, удалите данные лазерного сканирования ЦМР, затем добавьте наборы данных ЦММ. Обзорные изображения уже присутствуют в наборе, но может потребоваться их обновление. Устаревшие обзорные изображения обновите инструментом Синхронизировать набор данных мозаики (Synchronize Mosaic Dataset).
3. Измените первичный главный набор данных мозаики, добавив данные лазерного сканирования ЦММ и новое атрибутивное поле, отвечающее за различие ЦММ и ЦМР. Затем настройте метод мозаики (если необходимо) для отображения соответствующих данных.

Атрибутивные данные

Перед размещением набора данных мозаики для общего доступа или перед его публикацией в виде сервиса изображений следует задать какую-либо атрибутивную информацию. Это могут быть сведения об авторе, описание данных или какая-либо информация об ограничении их использования.

Шаги:

1. Щелкните пункт меню Настройка (Customize) > Опции ArcMap (ArcMap Options).
2. Перейдите на закладку Метаданные (Metadata).
3. В ниспадающем списке Стиль метаданных (Metadata Style) выберите какой-либо стиль просмотра метаданных.

   По умолчанию в ArcGIS применяется стиль Описание элемента (Item Description), но вы можете выбрать стиль, отображающий больше информации, например стандарт ISO (ISO standard).

4. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно.
5. В окне Каталога (Catalog) щелкните правой кнопкой набор данных мозаики (или файл слоя) и выберите Описание элемента (Item Description).
6. Перейдите на закладку Описание (Description) и нажмите кнопку Редактировать (Edit).
7. Рекомендуется ввести информацию для следующих элементов: Заголовок (Title), Теги (Tags), Краткие сведения (Summary), Описание (Description) и Авторы (Credits). В зависимости от ваших условий вы можете ввести и другие метаданные.
8. Нажмите Сохранить (Save).

Публикация

Созданный набор данных мозаики или файл слоя можно опубликовать в качестве сервиса изображений. Поэтапная инструкция для этого приведена в разделе Размещение растровых данных для общего доступа.

Информация о различных параметрах приведена в разделе Публикация сервиса изображений.

В списке ниже приведены наборы данных мозаики или их слои в зависимости от модели их использования:

• Визуализация – Отмывка рельефа, Уклон (слой) и Экспозиция (слой).
• Анализ – Уклон и Экспозиция. Дополнительно возможно создание веб-приложения, которое будет обрабатывать главный набор данных мозаики (в виде справочного набора данных) и отображать результаты пользователю.
• Реальные данные – справочный набор данных мозаики на основе главного набора.

Перемещение данных на сервер

В большинстве случаев для работы с данными используется несколько компьютеров – один в качестве настольного компьютера, другой – в качестве сервера, а также может быть отдельное хранилище данных. Пути к набору данных мозаики жестко зафиксированы в системе, поэтому, если пути с серверного компьютера и с рабочего (настольного) различаются, их необходимо обновить. Рекомендуется обновить пути на рабочем компьютере перед перемещением данных. Дополнительная информация приведена в разделе Восстановление путей в наборе данных мозаики.

Необходимо переместить папку с обзорными изображениями и папку с кэшем (если добавлены данные лазерного сканирования), затем обновить пути ко всем элементам в наборе данных мозаики, если местоположение элементов изменилось.

Кроме того, убедитесь, что сервер имеет доступ к тому местоположению, где хранятся ваши данные, иначе сервис изображений может оказаться пустым.

Функции

По умолчанию сервис изображений будет доступен в виде изображения любому приложению или веб-приложению ArcGIS. Тем не менее, если планируется использование сервиса в других приложениях, которые не поддерживают функцию ArcGIS Image Service, понадобятся функции публикации WMS, либо WCS.

Подробнее об этих функциях

Загрузка данных

Помимо всего прочего, следует принять решение о разрешении или запрещении загрузки изображений из набора данных. Возможность загрузки позволяет пользователям загружать к себе на компьютер исходные данные рельефа, используемые в наборе данных мозаики, например файлы SRTM или NED. Если много пользователей будут одновременно загружать файлы, то это увеличит нагрузку на сервер.

Поддержка

В том случае, если в существующий сервис необходимо добавить новые данные, возможны следующие действия:

1. Обновление существующего исходного набора данных мозаики: Скопируйте шаблон набора данных мозаики и внесите данные в этот набор, чтобы выполнить контроль их качества. Добавьте новый набор данных мозаики в исходный набор данных, используя тип растра Таблица (Table). Затем обновите главный набор данных мозаики инструментом Синхронизировать набор данных мозаики (Synchronize Mosaic Dataset) с опцией Обновить с новыми элементами (Update with new items).
2. Создание нового исходного набора данных мозаики: Скопируйте шаблон набора данных мозаики, внесите данные в этот набор и выполните контроль качества. Затем добавьте новый набор данных мозаики в главный набор данных.

Если новые данные имеют высокое разрешение (например, если они получены лазерным сканированием), при этом данные низкого разрешения уже существуют в наборе и могут служить обзорами для новых данных, то в таком случае построение новых обзорных изображений не требуется.