bil格式存儲的作用

⑴ 遙感影像的三種主要格式定義

遙感圖像包括多個波段，有多種存儲格式，但基本的通用格式有三種，即BSQ、BIL和BIP格式。

1、BSQ(band sequential)是像素按波段順序依次排列的數據格式。即先按照波段順序分塊排列，在每個波段塊內，再按照行列順序排列。同一波段的像素保存在一個塊中，這保證了像素空間位置的連續性。

2、BIL(band interleaved by line)格式中，像素先以行為單位分塊，在每個塊內，按照波段順序排列像素。同一行不同波段的數據保存在一個數據塊中。像素的空間位置在列的方向上是連續的。

3、BIP(band interleaved by Pixel)格式中，以像素為核心，像素的各個波段數據保存在一起，打破了像素空間位置的連續性。保持行的順序不變，在列的方向上按列分塊，每個塊內為當前像素不同波段的像素值。

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各類遙感圖像都存在在幾何校正的問題。由於人們已習慣使用正射投影的地形圖，因此對各類遙感影像的畸變都必須以地形圖為基準進行幾何校正。幾何校正大致如下：

①選擇控制點：在遙感圖像和地形圖上分別選擇同名控制點，以建立圖像與地圖之間的投影關系，這些控制點應該選在能明顯定位的地方，如河流交叉點等。

②建立整體映射函數：根據圖像的幾何畸變性質及地面控制點的多少來確定校正數學模型，建立起圖像與地圖之間的空間變換關系，如多項式方法、仿射變換方法等。

③重采樣內插：為了使校正後的輸出圖像像元與輸入的未校正圖像相對應,根據確定的校正公式，對輸入圖像的數據重新排列。在重采樣中，由於所計算的對應位置的坐標不是整數值，必須通過對周圍的像元值進行內插來求出新的像元值。

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⑶ BSPBILBIP如何進行多波段遙感影像的存儲

多波段數據的存儲方式主要有3種。
分別是：逐波段存儲BSQ、逐行存儲BIL、逐像元存儲BIP。
逐波段存儲就是將一個波段的數據存儲在一起，這樣的話對於要一次性讀取一個波段的操作較好，可是要是每次操作都涉及到幾個波段的數據，這樣的存儲方法就對內存的佔用比較大。也就是說逐波段存儲對處理空間信息有利。逐像元存儲將一個像元的數據先存儲起來，然後再存儲其他像元的數據，也就是說同一個像元的光譜信息被存在了一個連續的地址，這樣對於操作像元光譜信息頻繁的操作來說十分方便快捷。逐行存儲是一種介於逐波段存儲和逐像元存儲的方法，它將各通道的每一行存儲在一起，具體來說，就是存好了1通道的第1行，接著2通道的第1行，然後3通道的第1行，等等，當第1行都存儲完畢就去存儲第2行的數據。

⑷ 數字圖像的存儲格式

遙感數據以磁帶、光碟等為存儲介質，由一個或多個文件組成，每個文件又以若干個記錄組成。記錄是作為一個單位來處理的一組相連的數據，分為物理記錄和邏輯記錄; 文件是由若干個邏輯記錄構成的在目的、形式和內容上彼此相似的信息項的集合。邏輯記錄的排列方式決定了文件的結構方式，加之不同的輔助說明信息而構成了不同的遙感數據格式。對於遙感數字圖像而言，它必須以一定的格式存儲，才能有效地進行分發和利用。

多波段圖像具有空間的位置和光譜的信息。多波段圖像的數據格式根據在二維空間的像元配置中如何存儲各種波段的信息可分為四類。

1. BSQ，BIL，BIP 格式

BSQ ( Band Sequential) 格式，又稱為波段序貫格式，在一個遙感數據文件內各像元DN 值相當於以 「波段」 為主要關鍵字、以 「行」 為次要關鍵字、以 「列」 ( 像元號) 為第三關鍵字對像元 DN 值進行排序存放。

BIL ( Band Interleaved by Line) 格式，又稱為波段行交叉格式，在一個遙感數據文件內各像元 DN 值相當於以 「行」為主要關鍵字、以 「波段」為次要關鍵字、以 「列」( 像元號) 為第三關鍵字對像元 DN 值進行排序存放。

BIP ( Band Interleaved by Pixels) 格式，又稱為波段像元交叉格式，在一個遙感數據文件內各像元 DN 值相當於以 「行」為主要關鍵字、以 「列」 ( 像元號) 為次要關鍵字、以 「波段」為第三關鍵字對像元 DN 值進行排序存放。

上述遙感數據基本格式具有不同的特點和適用范圍。BSQ 格式最適合於對單個波段的整個或部分圖像空間區域進行存儲和讀取等處理操作，如圖像對比度增強、平滑、銳化等; BIP 格式為圖像數據單個像元波譜特性的存儲與讀取提供最佳性能，如在最大似然比分類法、波段之間的加減乘除代數運算等亦宜採用該格式; BIL 方式具有以上兩種方式的中間特徵，提供了圖像空間和像元波譜處理之間的一種折中的方式，適用於以行 ( 圖像掃描行) 為單位的處理操作，如水平方向的線性影像特徵增強處理等。

2. Fast － L7A 格式

該格式是美國 EDC 在沿用了以往 Landsat 數據產品快速格式的基礎上而選用的記錄Landsat-7 / ETM + 數據的格式之一。Fast － L7A 格式的數據由 3 個頭文件及 8 個數據文件組成，3 個頭文件對應 Landsat-7 數據的三個波段組: 全色波段組、可見光及近紅外波段組、熱紅外波段組; 8 個數據文件對應 Landsat-7 數據的 8 個波段。

3 個頭文件中，每個頭文件包含 3 個 1536 位元組的記錄，分別是管理記錄、輻射記錄和幾何記錄，它們記錄了產品標識信息、圖像標識信息、輻射校正系數、地圖投影、地球模型、太陽高度角和方位角等圖像數據輔助信息。8 個數據文件中，每個文件僅含一個波段的數據而不含頭尾記錄，圖像數據按行順序排列，並以 8 bit 無符號整數表示。

3. GeoTIFF 格式

GeoTIFF 是包含地理信息的一種 TIFF 格式的文件。GeoTIFF 格式的數據由 1 個頭文件及相應的數據文件組成。其頭文件與 Fast － L7A 頭文件相似，8 個數據文件分別對應於Landsat-7 數據的 8 個波段數據。

4. HDF 格式

HDF ( Hierarchical Data Format，層次數據格式) 是由美國伊利諾伊大學 ( the Univer-sity of Illinois) 的國家超級計算應用中心 ( The National Center for Supercomputing Applica-tions，NCSA) 於 1987 年研製開發的一種軟體和函數庫，它使用 C 語言和 Fortran 語言編寫，是一種超文本文件格式，能夠存儲不同種類的科學數據，包括圖像、多維數組、指針及文本數據。HDF 格式還提供命令方式，分析現存 HDF 文件的結構，並即時顯示圖像內容。科學家可以用這種標准數據格式快速熟悉文件結構，擺脫不同數據格式之間相互轉換的繁瑣，而將更多的時間和精力用於數據管理和分析。目前，在國外各種衛星感測器上，已經廣泛使用了這種標准數據格式，如 Landsat-7，EOS － TERRA，EOS － AQUA 等。

在物理存儲結構上，一個 HDF 文件包括一個文件頭 ( File Header) ，一個或多個描述塊 ( Data Descriptor Block) ，若干個數據對象 ( Data Object) 。文件頭位於 HDF 文件的頭四個位元組，其內容為四個控制字元的 ASCII 碼值，四個控制字元為 N，C，S，A，可用於判斷一個文件是否為 HDF 文件格式。數據對象是 HDF 文件最基本的存儲元素，包括一個描述符和一個對應的數據元素。描述符長度為 12 個位元組，主要用來描述這個數據元素的數據類型、位置偏移量、數據元素位元組數。在實際的 HDF 文件中，描述符並不是和它對應的數據元素連在一起，而是把相關的許多描述符放在一起而構成一個描述塊，在這個塊的後面順序存儲了各個描述符所對應的數據元素。數據元素是數據對象中的裸數據部分，也就是數據本身，可以是字元、整數、浮點數、數組等。

1993 年美國航空航天局 ( NASA) 把 HDF 格式作為存儲和發布 EOS ( Earth Observa-tion System，對地觀測系統) 數據的標准格式，此後又在 HDF 標準的基礎上共同開發了一種專門化的 HDF 格式———HDF － EOS，專門用於處理各種 EOS 產品。HDF － EOS 使用標準的 HDF 數據類型定義了點、條帶、網格這三種特殊數據類型，並且引入了元數據( Metadata) ，簡化了空間數據的訪問過程，提高了科學研究和用戶對 EOS 數據的訪問速度。

遙感技術被應用以來，遙感數據採用過很多格式，以 Landsat-7 衛星的數據產品為例，該數據產品由美國地球觀測系統數據中心 ( EDC) 提供，按照產品處理級別可分為 三類，即 Level 0R，Level 1R 和 Level 1G。三種產品的定義如下 :

Level 0R: 未經輻射校正和系統級幾何校正的數據產品。

Level 1R: 經過輻射校正但未經系統級幾何校正的數據產品。

Level 1G: 經過輻射校正和系統級幾何校正的數據產品。

EDC 的各類產品所採用的數據格式共有三種，分別是 HDF，Fast － L7A 和 GeoTIFF，產品類型和數據格式之間的對應關系見表 4-1。

表 4-1 Landsat-7 數據產品類型及數據格式

在遙感數據中，除圖像信息以外還附帶有各種注記信息。這是提供數據結構在進行數據分發時，對存儲方式用注記信息的形式來說明所提供的格式。以往曾使用多種格式，但從 1982 年起逐漸以世界標准格式的形式進行分發。因為這種格式是由 Landsat TechnicalWorking Group 確定的，所以也稱 LTWG 格式。世界標准格式具有超結構 ( Super Struc-ture) 的構造，在它的描述符、文件指針、文件說明符的三種記錄中記有數據的記錄方法。其圖像數據部分為 BSQ 方式或 BIL 方式。