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高光谱成像仪的高光谱数据文件有几种格式?

发布时间:2023-09-08
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高光谱成像仪​作为精细化的光学测量仪器,可以获得被测物体的高光谱成像数据,而完整的高光谱成像数据包括图像数据和辅助数据。图像数据有三种不同的数据排列格式,辅助数据也根据用途不同而有不同的存在方式,其定义为与光谱定量化、定位及元数据等有关并用于后续处理或数据描述的一系列文件或参数。本文对高光谱成像仪的高光谱数据文件的格式类型做了介绍。

高光谱成像仪作为精细化的光学测量仪器,可以获得被测物体的高光谱成像数据,而完整的高光谱成像数据包括图像数据和辅助数据。图像数据有三种不同的数据排列格式,辅助数据也根据用途不同而有不同的存在方式,其定义为与光谱定量化、定位及元数据等有关并用于后续处理或数据描述的一系列文件或参数。本文对高光谱成像仪的高光谱数据文件的格式类型做了介绍。

高光谱成像仪

光谱数据文件的格式:

1.BSQ(band sequential,波段顺序格式)

每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。这种格式最适于对单个波谱波段中任何部分的空间(X,Y)存取。BSQ格式如下图中左部分所示。

2.BIP(band interleaved by pixel,波段按像元交叉格式)

在每一行中,每个像元各波段的值按波段次序排列,然后对该行的全部像元按上述顺序依次排列,排列完一行的全部像元后,再进行下一行的排列。

也就是说,按BIP格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段,接着是第二个像元的所有波段,然后是第三个像元的所有波段,等等,交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图像数据波谱(Z)的存取提供最佳性能。

3.BIL(band interleaved by line,波段按行交叉格式)

和BIP格式相区别的是,此种存储格式是先存储第一个波段的第一行,接着是第二个波段的第一行,然后是第三个波段的第一行,交叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种折衷方式,它是大多数ENVI处理任务中所推荐的文件格式。BIL格式如下图中右部分所示。

高光谱图像数据各式

辅助数据的内容及保存格式:

光谱辅助数据包含了所有与遥感数据相关的信息,如定位信息、定标数据、飞行情况、任务描述、配置参数和数据处理过程等。不同的数据产品包含不同的辅助数据集,数据集的具体内容也是数据产品定义的一部分。辅助数据的内容不同,起到的作用也不同,因此,需要不同的组织形式,当前常用的形式主要有两种:附加型和独立型。

1.附加型辅助数据

上述提到的三种标准存储格式,只是针对光谱数据的存储而言,有时因为需要添加一些必要的辅助信息而要对这些标准有少许修改,如添加文件头(尾)和行辅助信息等。

文件头(尾):在光谱图像数据的开始或结束记录的与数据、飞行等有关的信息,辅助打开文件或标记某些与数据有关的重要参数。

行辅助信息:在上述的标准格式数据中,在每个或者每隔几个完整的数据结构的前或后添加的辅助信息,如每一行图像成像时刻的时间、IMU/GPS数据、机上定标信息等,可以是单一信息,也可以是一系统信息,一般用于图像的各种系统校正和仪器工作状态的记录,这些夹杂在图像数据文件里的辅助信息往往是在数据采集过程中生成和保存的。

2.独立型辅助数据文件

独立型辅助数据文件和成像光谱图像数据文件一般是一一对应的,记录其对应的光谱图像数据的相关参数和信息,和其它图像文件不共用。例如,原始位置姿态数据经处理后生成行方位数据,根据时间对应关系被分配给每一个图像文件,图像采集时,传感器的位置姿态信息和图像行是严格匹配。因此,图像数据文件和行方位数据文件也是一一对应的。该类辅助数据文件的名称一般采用和对应成像光谱数据文件名相同但扩展名不同的方式。

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