mrsid技術(shù)在gis中的應(yīng)用論文

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1、MrSID技術(shù)在GIS中的應(yīng)用論文.freellessImageDatabase）進(jìn)行了深入的探討，并通過與基于離散余弦變換的JPEG（JointPhotographicExpertsGroup）技術(shù)的全面比較揭示出MrSID技術(shù)的特點(diǎn)及其在GIS中應(yīng)用的優(yōu)勢?！娟P(guān)鍵詞】圖象壓縮，離散小波變換，多尺度分析，多分辨率無縫圖象數(shù)據(jù)庫引言隨著衛(wèi)星遙感和航空攝影技術(shù)的發(fā)展，通過遙感獲得的地理信息越來越多，特別是小衛(wèi)星高分辨率遙感圖象的商業(yè)化（如EOSAT），遙感影像成為地理信息系統(tǒng)（GIS）一個(gè)非常重要的信息源.freellessImageDatab

2、ase）是由美國LizardTech公司開發(fā)的新一代圖象壓縮、解壓、存儲(chǔ)和提取技術(shù)。它利用離散小波變換對圖象進(jìn)行壓縮、拼接和鑲嵌，通過局部轉(zhuǎn)換，使圖象內(nèi)部任何一部分都具有一致的分辨率和非常好的圖象質(zhì)量。MrSID使高質(zhì)量的海量遙感影像的存儲(chǔ)與傳輸成為了可能。由于離散小波變換和離散余弦變換本質(zhì)上的區(qū)別，使MrSID具備了JPEG所無法比擬的明顯優(yōu)勢，因而有著非常廣闊的應(yīng)用前景。目前MrSID技術(shù)已經(jīng)在國外的圖象處理和GIS軟件中得到了廣泛的應(yīng)用，但在國內(nèi)才剛剛起步，本文將對這一技術(shù)進(jìn)行深入的探討。１.二維離散小波變換對圖象的多尺度分解由于Fou

3、rier變換只反映頻譜特征，為了禰補(bǔ)其不足發(fā)展起了多尺度分析的理論。利用頻普分析我們可以把信號分解成具有不同簡諧振動(dòng)的分量。這些分量分別包含了若干個(gè)振動(dòng)周期。但在圖象分析中，我們常常對被局部化了的分量的振動(dòng)并不十分感興趣，因?yàn)檫@些振動(dòng)只包含一個(gè)甚至不到一個(gè)的周期。這樣的例子有點(diǎn)、線、邊等。一幅圖畫中的對象可以用各種不同的尺度來觀察。例如一條邊緣可以是從黑色到白色很明顯的跳轉(zhuǎn)，也可以是經(jīng)過灰度值的逐漸變化來產(chǎn)生。多尺度顯示或分析方法通常就是利用這種思想來實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)我們從一幅1024*1024的數(shù)字圖象先后生成另外10幅圖象，其中每一幅圖象的尺

4、寸是前一幅圖象的一半。我們將得到512*512、256*256、……直到1*1的各幅圖象。如果我們再對每一幅圖象進(jìn)行邊緣檢測，我們將發(fā)現(xiàn)在原始圖象中有小的邊緣，512*512和256*256的圖象中會(huì)有較大的邊緣，16*16或更小的圖象中只有很大的邊緣。Haar變換是這一方法的開端，它通過邊緣的檢測對不同尺度的圖象進(jìn)行查找。二維離散小波變換對圖象的多尺度分解將圖象分解成一個(gè)簡單的多層次框架，即圖象的多分辨率表示。該框架的每一個(gè)分量具有獨(dú)特的頻率特性和空間取向特性，這些特性為圖象的分析和處理提供了良好的基礎(chǔ)。每次小波分解將當(dāng)前圖象分解成四塊子圖

5、，其中一塊對應(yīng)平滑版本，另外三塊對應(yīng)細(xì)節(jié)版本。由于小波變換的減抽樣性質(zhì)，經(jīng)若干次小波分解后，平滑版本系數(shù)和所有的細(xì)節(jié)版本系數(shù)之和等于原始圖象灰度系數(shù)個(gè)數(shù)，總數(shù)據(jù)量未變，但因分解出來的不同子圖具有不同的特性，可以采用最適宜的數(shù)據(jù)壓縮編碼策略以達(dá)到對原圖象的高壓縮比，同時(shí)使恢復(fù)后的影像具有良好的視覺效果。２.MrSID技術(shù)的特點(diǎn)及其在GIS中應(yīng)用的優(yōu)勢在基于離散小波變換的MrSID技術(shù)出現(xiàn)以前的其它圖象壓縮技術(shù)在地理柵格影像的應(yīng)用中普遍存在著以下的問題：壓縮數(shù)據(jù)量大的文件太慢并且需要大量的磁盤空間，海量數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸非常不實(shí)際甚至是不可能的；在有

6、損壓縮中若采用高壓縮比其壓縮質(zhì)量難以令人接受；不能有效地壓縮超過50Mb的圖象文件。基于以上原因，用一個(gè)單獨(dú)的文件來壓縮、存儲(chǔ)、顯示和定位一幅數(shù)千兆（G）字節(jié)的影像數(shù)據(jù)幾乎是不可能的。這時(shí)就不得不把整幅圖象進(jìn)行分塊，用各個(gè)單獨(dú)的相對較小的文件來存儲(chǔ)，這給圖象的解壓、顯示和定位帶來了極大的不便?；陔x散小波變換的MrSID技術(shù)是為制圖/GIS、文檔管理、醫(yī)學(xué)、游戲以及基于互聯(lián)網(wǎng)（Inter）的圖象傳播等領(lǐng)域所設(shè)計(jì)的。它所使用的新一代技術(shù)提供了：最高的壓縮比和最好的圖象質(zhì)量；豐富的圖象數(shù)據(jù)庫提供了空前的數(shù)據(jù)整體性；即時(shí)得到壓縮后的影像；更加方便易

7、用。３.高壓縮比及良好的圖象質(zhì)量JPEG技術(shù)基于的是離散余弦變換（DCT）而MrSID技術(shù)基于的是離散小波變換（DrSID技術(shù)自身的改進(jìn)使其在與JPEG技術(shù)的對比中有著明顯的優(yōu)勢。離散余弦變換是從圖象空間到頻率空間的全局變換而離散小波變換是一種局部的變換。兩種變換都需要圖象邊界外的象素作為輸入。因?yàn)檫@些象素實(shí)際上是不存在的，我們通過假設(shè)圖象在邊界上的反射而得到這些“數(shù)據(jù)”。這些“數(shù)據(jù)”導(dǎo)致了壓縮后的圖象在邊界上分辨率的下降。這種情形在兩種變換中都會(huì)發(fā)生。由于離散余弦變換的全局本質(zhì)，在變換空間中任何一塊數(shù)據(jù)的誤差都會(huì)影響到圖象中的每一個(gè)象素，為

8、了限制離散余弦變換的全局影響，JPEG技術(shù)把圖象分成了8*8的象素塊，但這樣在進(jìn)行壓縮時(shí)就不可避免地出現(xiàn)了“塊失真”的現(xiàn)象。因?yàn)槊?4個(gè)象素在各個(gè)方向上都會(huì)有邊界。