Первая часть серии статей о языке EASI, основные команды языка по работе с растровыми данными.

Содержание 1 Введение 2 Основы работы с языком EASI 3 Основы создания скриптов 4 Особенности работы с файлами PCIDSK 5 Команды для создания файлов 5.1 CIM – создание файла PCIDSK 5.2 CIMPRO2 – создание файла и назначение ему проекции 6 Команды импорта/экспорта растровых данных 6.1 FIMPORT – импорт файла 6.2 FEXPORT – экспорт файла 6.3 LINK – «импорт» файла в формат PCIDSK без переноса растровых данных 6.4 Другие полезные команды 7 Команды удаления/добавления каналов и сегментов 7.1 PCIADD2 – добавление нового канала 7.2 PCIDEL2 – удаление канала 7.3 DAS – Удаление сегмента 8 Команды обмена данными между файлами PCIDSK 8.1 IIA – Перенос сегмента 8.2 IIB – Перенос растровых масок 8.3 III – Перенос канала изображения 8.4 IIIAVG – Перенос канала изображения с усреднением значений 8.5 MOSAIC – Создание бесшовной мозаки изображений 9 Команды чтения информации о структуре фалов PCIDSK 9.1 CDL – Вывод на экран (или в файл) списка каналов изображения 9.2 ASL - Вывод на экран (или в файл) списка сегментов файла PCIDSK 9.3 IHR – Чтение и запись в набор переменных информации о структуре файла и привязке 10 Ссылки по теме

[править] Введение

Критерии практической ценности различных систем обработки дистанционных данных постоянно меняются, особенно в России. Еще несколько лет назад основным критерием выбора программного обеспечения был набор функциональных возможностей и алгоритмов обработки данных. Однако в последние годы две тенденции: усиление контроля за лицензированием ПО и лавинообразный рост количества доступных данных требуют изменить сложившиеся представления. Возможно, специалистам, ранее пользовавшимся дорогими (но не лицензированными) системами «высшего уровня», типа ERDAS Imagine, следует подумать о приобретении легальных копий более дешевых систем; а вместо ориентации на индивидуальную обработку снимков, подумать об автоматизации процесса обработки.

Одной из достаточно дешевых полнофункциональных систем обработки изображения является канадская PCI Geomatica (http://www.pcigeomatics.com). Пользователям продуктов ESRI и ERDAS интерфейс программы может не понравиться своей необычностью и небольшим набором встроенных функций. Большинство операций обработки данных осуществляются с использованием конструктора моделей (Modeler) и встроенного макроязыка EASI. Однако именно опора на использование языка командной строки в Geomatica делает автоматизацию процессов чрезвычайно простой. Дополнительный значительный плюс языка EASI – возможность запуска интерпретатора из командной строки с именем файла скрипта в качестве параметра (easi r myscript.eas). Это позволяет с легкостью создавать длинные цепочки операций, в которых скрипты EASI могут создаваться и запускаться из других оболочек (например, PERL). Geomatica поставляется как для ОС Windows, так и для Linux, что позволяет использовать ее на мощных серверах обработки данных.

В данной статье рассмотрены особенности работы с языком EASI и приведено описание основных команд по созданию и управлению данными. В следующих статьях мы остановимся на анализе данных, привязке и работе с проекциями и возможностях автоматизации.

[править] Основы работы с языком EASI

Запуск и правила использования команд в языке EASI чрезвычайно простые. Интерпретатор запускается как из оболочки (панель задач Geomatica) так и из командной строки. Мы предлагаем по возможности использовать второй путь, не загромождая память компьютера интерфейсом оболочки системы. Итак, из рабочей директории набираем:

easi

Первое сообщение при запуске EASI из новой директории «отсутствует файл параметров!» Чтобы скопировать файл параметров в рабочую директорию, набираем

r copprm

В рабочей директории будет создан файл параметров PRM.PRM.

Собственно, теперь можно выполнять команды. Для выполнения команд можно использовать три ключа, добавляемых перед именем команды:

• h (help) – вызов справки о команде
• s (status) – вызов списка параметров команды
• r (run) – запуск команды на выполнение

Параметры команд вводятся до их запуска. Например:

• file=”new – имя файла «new.pix» (расширение собственных файлов PCI можно опускать всегда, когда нет файлов других типов но с тем же именем в той же директории)
• dbsz=10,10 – размер файла 10х10 пикселей
• dbnc=1,0,0,0 – 1 8-битный канал
• dblayout=”file – разделять каналы по отдельным файлам
• r cim – теперь запустим команду. Она будет использовать параметры, введенные заранее.

Следует обратить внимание, что значения параметров сохраняются в созданном файле параметров PRM.PRM. Это может сильно сэкономить время для ввода параметров к последующим командам. Однако всегда будьте внимательны и проверяйте значения параметров перед запуском команд. Для проверки набираем:

s cim

На экран будут выведены параметры команды и их значения.

Для выхода из интерпретатора наберите exit.

[править] Основы создания скриптов

Скрипты являются последовательностью параметров и команд – в точности так же, как если бы они вводились в командной строке. В начале скрипта полезно вставлять r copprm на случай, если вы скрипт запускается в новой директории. Скрипт EASI имеет расширение .eas. Например myscript.eas.

Пример содержание скрипта:

file=”new
dbsz=10,10
dbnc=1,0,0,0
dblayout=”file
r cim 

Никаких специальных команд начала и завершения скрипта не используется.

Запуск скрипта из среды интерпретатора выглядит как запуск команды:

r “myscript.eas

В среде Windows можно опустить кавычки и расширение:

r myscript

Запуск из командной строки (или из среды другой программы) выглядит так:

easi r myscript

Подробнее на использовании скриптов и специальных функций языка в скриптах мы остановимся в отдельной статье.

[править] Особенности работы с файлами PCIDSK

Работать с данными в PCI Geomatica удобнее, используя собственный стандарт данных PCIDSK. Файлы PCIDSK включают в себя собственно растровые изображения (каналы, raster layers, image channels) и дополнительные данные в виде сегментов (segments).

Каналы характеризуются радиометрическим разрешением (8 bit, 16 bit unsigned, 16 bit signed, 32 bit real). В одном файле могут содержаться каналы с разным радиометрическим разрешением (в отличии от ERDAS Imagine). В файле данных каналы могут храниться в основном файле с расширением .pix или во внешних файлах, имеющих то же имя и расширение .001, .002 и т.д. Если каналы хранятся в одном файле, то возможны два варианта хранения каналов: разбивка по пикселям (как в формате BIP) или разбивка по каналам (BSQ). Следует заметить, что при хранении каналов в одном файле часто возникают сбои при попытках создания или удаления каналов. Мы советуем всегда использовать внешние файлы для хранения каналов.

Сегменты хранятся в основном файле с расширением .pix. Сегменты отличаются порядковыми номерами (нумерация сегментов непрерывная) и трехбуквенными кодами, обозначающими тип сегмента (трехбуквенные коды эквивалентны численным кодам, которые используют некоторые команды). И каналы, и сегменты имеют текстовые метки имени и описания.

Основные типы сегментов:

• Georeferencing [Type 150:GEO] — этот тип сегментов хранит информацию о привязке и проекции изображения. Сегмент №1 всегда является сегментом привязки. Однако могут быть созданы и дополнительные сегменты, которые могут включать информацию о проекциях, в которые будет трансформировано изображение
• Bitmaps [Type 101:BIT] — растровые маски имеют такое же пространственное разрешение и привязку, что и каналы изображения, однако имеют значения только 1 и 0 (аналогичны 1-битному изображению в ERDAS Imagine). Это один из наиболее часто используемых типов сегментов
• Vectors [Type 116:VEC] — сегменты, содержащие векторные данные. Подразумевается, что проекция векторных сегментов совпадает с проекцией растровых каналов, хотя векторные сегменты могут иметь собственную информацию о проекции, которая может отличаться от основной проекции базы данных

Дополнительные типы сегментов:

• Signatures [Type 121:SIG] — спектральные сигнатуры классов для классификации
• Look up Table [Type 170:LUT] — таблицы радиометрической коррекции
• Pseudo-Colour Table [Type 171:PCT] — таблицы кодирования цветов
• Ground Control Points [Type 214:GCP] — наборы точек привязки
• Text [Type 140:TEX] — текстовые примечания

Файл PCIDSK с каналами, разделенными по отдельным файлам, выглядит следующим образом:

myfile.pix
myfile.001
myfile.002
myfile.003

Для обработки все файлы с одним именем должны храниться в одной директории. Файлы каналов, «оторванные» от основного файла, могут быть импортированы в PCI, если известна структура данных и привязка. Основной файл с расширением .pix может быть использован для операций над сегментами даже в случае отсутствия файлов каналов.

[править] Команды для создания файлов

[править] CIM – создание файла PCIDSK

Использование:

• file=" (имя файла)
• dbsz= (размер файла в пикселях (x,y))
• dbnc= (число каналов каждого типов 8U,16S,16U,32R)
• dblayout= (тип хранения каналов в файле pixel/band/file)

run cim

Пример:

• file=”new (расширение можно опустить)
• dbsz=10,10 (10х10 пикселей)
• dbnc=1,0,3,1 (создать 1 8-битный. 3 16-битных и 1 32-битный канал. Каналы будут созданы именно в такой последовательности)
• dblayout=”file (разбивка по отдельным файлам)

r cim (выполнить команду)

[править] CIMPRO2 – создание файла и назначение ему проекции

Использование:

• file=" (имя файла)
• dbnc= (число каналов - см. выше)
• dblayout= (тип хранения каналов - см. выше)
• project=" (имя проекции)
• zone= (зона проекции UTM)
• ellips=" (эллипсоид или датум)
• llbound=" (тип координат углов – географические (Y) или метрические (N))
• ulx=" (координаты углов)
• uly="
• lrx="
• lry="
• bxpxsz=" (размер пикселя по осям. Число пикселей будет определено автоматически)
• bypxsz="
• extrainf= (дополнительная информация о проекции. Команда включает множество дополнительных параметров для разных проекций. Все эти параметры могут быть объявлены «по умолчанию»)

r cimpro2

[править] Команды импорта/экспорта растровых данных

[править] FIMPORT – импорт файла

Если импортируемый файл растровый, будет создан канал в новом файле. Если импортируется векторный формат – будет создан файл с векторным сегментом. Информация о привязке, если может быть прочитана, будет внесена в сегмент №1.

• fili=" входной файл (с расширением!)
• filo=" (новый файл PCIDSK)
• dbiw= (опционно: может быть задано окно для автоматической обрезки изображения. Окно задается в пикселях изображения. Для векторных форматов не используется)
• dblayout= (тип хранения каналов - см. выше)

run fimport

[править] FEXPORT – экспорт файла

Возможен экспорт как векторных, так и растровых изображений, а так же специальных сегментов (например, Look up Table)

• fili=" (входной файл)
• filo=" (новый файл, расширение необходимо указать)
• dbiw= (опционно: может быть задано окно для автоматической обрезки изображения)
• dbic= (номера каналов для экспорта. Номера задаются списком: 1,2,3 или интервалом 1,-3)
• dbib= (номера сегментов растровых масок)
• dbvs= (номера векторных сегментов)
• ftype=" (тип файла. например tif, img, shp)

run fexportt

При экспорте в растровые форматы нельзя указывать векторные сегменты и наоборот.

[править] LINK – «импорт» файла в формат PCIDSK без переноса растровых данных

Эта команда позволяет Вам создать файл .pix с внешним каналом данных, который представляет собой исходный растровый файл. Таким образом могут быть импортированы и файлы с информацией о привязке (например, geotif или ERDAS img).

• fili=" (входной файл)
• filo=" (имя нового файла pix, к которому будет «привязан» входной файл)
• dbiw= (опционно: может быть задано окно для автоматической обрезки изображения)

run link

Полезное замечание: все операции над «привязанным» файлом будут выполняться аналогично обычному каналу файла PCIDSK. При этом формат файла, имя с расширением и встроенная информация о проекции будет сохранены. Таким образом, по окончании операций, файл можно использовать как обычный geotif или ERDAS img.

[править] Другие полезные команды

NUMWRIT – выгрузка растровых данных в виде текстового файла. NUMREAD – чтение текстового файла в растровое изображение. IMAGERD – импорт бинарных файлов.

Описание этих команд можно найти в справочной системе EASI.

[править] Команды удаления/добавления каналов и сегментов

[править] PCIADD2 – добавление нового канала

• file=" (имя файла)
• datatype=" (радиометрическое разрешение. Возможные значения: 8u,16s,16u,32r)
• addmode=" (create – будет создан пустой канал, exist – канал будет добавлен из другого файла)
• ifile=" (Имя файла, который будет добавлен в качестве канала с опцией exist. Например, если существуют два файла с одинаковыми размерами и привязкой, то каналы одного из них (файлы с расширением .001, .002 и т.д.) могут быть привязаны в качестве дополнительных каналов к другому файлу PCIDSK. При этом копирование производиться не будет, что позволит сэкономить место на диске)

r pciadd2

Полезное замечание: в качестве существующего канала могут быть использованы файлы в формате geotif, img и другие. Совместное использование с командой LINK (см. выше) позволяет Вам собирать «временные» базы PCIDSK из файлов в других форматах для их совместной обработки. По окончании анализа сам файл *.pix может быть удален. Пример формирования базы данных из двух изображений в формате geotif (проекция и размер изображений должны быть одинаковыми!):

fili="file1.tif
filo="temp.pix
r link
file=filo
datatype="16u
addmode="exist
ifile="file2.tif
r pciadd2

[править] PCIDEL2 – удаление канала

• file=" (имя файла)
• delmode=" (yes — канал будет физически стерт с диска, no – канал (в виде отдельного файла) сохранится, будет удалена только привязка этого канала к файлу PCIDSK. Эту опцию следует всегда использовать, если Вы использовали каналы другого снимка).
• dbic= (список каналов)

r pcidel2

Специальной команды создания сегментов типа растровых масок или векторов не существует. Однако часто бывает нужно создать пустую растровую маску для последующего использования в ходе обработки. Обходной путь здесь – использование команды пороговых значений (THR) со значениями, заранее превосходящими амплитуду значений в пределах канала. Например:

• file=" (имя файла)
• dbic= (номер пустого канала или канала с известной амплитудой значений)
• dbob= (оставим пустым – этот сегмент будет создан)
• tval= (минимальное и максимальное пороговые значения, заранее больше известной амплитуды данных. Например, если канал, указанный в dbib, пустой, достаточно указать 1,1)
• dbsn=" (имя нового сегмента – обязательное поле)

r thr

Подробнее команда THR будет рассмотрена в следующей статье.

[править] DAS – Удаление сегмента

Номер сегмента останется в базе данных, однако сегмент будет помечен «Deleted», и его номер будет свободным – то есть достанется следующему созданному сегменту.

• file=" (имя файла)
• dbsl= (номера сегментов

r das

[править] Команды обмена данными между файлами PCIDSK

[править] IIA – Перенос сегмента

Обычно используется для неграфических сегментов – сегментов привязки, таблиц радиометрической коррекции и пр.

• fili=" (имя исходного файла)
• filo=" (имя файла, куда будет перенесен сегмент)
• dbsl= (номера сегментов)
• dbos= (номера сегментов, на место которых будут записаны перенесенные сегменты. Если поле оставить пустым, будут созданы новые сегменты)

r iia

[править] IIB – Перенос растровых масок

• fili=" (имя исходного файла)
• filo=" (имя файла, куда будут перенесены маски)
• dbib= (номера исходных сегментов)
• dbob= (номера сегментов, на место которых будут записаны перенесенные сегменты. Если поле оставить пустым, будут созданы новые сегменты)

r iib

При переносе растровых данных необходимо, что бы оба файла имели одинаковый размер (в пикселях). Желательно (но не обязательно) что бы привязка была одинаковой. Если привязка и размер пикселей совпадают, но линейный размер различается, можно использовать дополнительные параметры:

• dbiw= (размер исходного окна. Размер задается как Xoffset,Yoffset,Xsize,Ysize. Оффсет отсчитывается от верхнего левого пикселя изображения. Все размеры в пикселях)
• dbow= (размер конечного окна. Задается также, как и размер исходного окна) Данный параметр удобен, когда необходимо собрать мозаику изображений без перекрытия.

[править] III – Перенос канала изображения

• fili=" (имя исходного файла)
• filo=" (имя файла, куда будут перенесены каналы)
• dbic= (список исходных каналов)
• dboc= (список каналов в выходном файле. Каналы должны быть уже созданы, параметр обязательно должен иметь такое же число каналов, как число исходных каналов)

r iii

Так же, как и при переносе растровых масок, изображения должны иметь одинаковый размер в пикселях. Возможно использование параметров dbiw и dbow (см. выше).

[править] IIIAVG – Перенос канала изображения с усреднением значений

Усреднение значений выполняется в соответствии с различием в размере пикселей исходного и выходного растров

Параметры команды аналогичны III:

• fili=" (имя исходного файла)
• filo=" (имя файла, куда будут перенесены каналы)
• dbic= (список исходных каналов)
• dboc= (список каналов в выходном файле)

r iiiavg

Для получения корректного результата, растровые сетки должны быть вложенными, т.е. в пределах пикселя выходного файла должно размещаться целое число пикселей исходного файла. Вложенные растровые сетки должны иметь одинаковый размер. Возможно использование параметров dbiw и dbow (см. выше).

Полезное замечание: данная команда удобна для расчета процентного содержания одного класса в пределах пикселей растра с меньшим пространственным разрешением. Для расчета % целевого класса, задайте всем пикселям данного класса значение 100, а прочим пикселям значение 0 в исходном изображении. После выполнения команды IIIAVG выходное изображение будет содержать % класса в пределах каждого пикселя. Команда выполняет округление значения до ближайшего целого в случае использования 8-битного канала. Если Вы хотите сохранить точные значения, канал выходного файла должен быть целочисленным (32r).

[править] MOSAIC – Создание бесшовной мозаки изображений

• fili=" (имя исходного файла)
• dbic= (список исходных каналов)
• filo=" (имя файла мозаики)
• dboc= (список каналов в выходном файле)

r mosaic

Для уменьшения эффекта перекрытия снимков используются дополнительные параметры:

• dbvs — номер векторного сегмента, где хранится информация о линии разреза растров
• dblut – номер сегмента с таблицей радиометрической коррекции для изменения гистограммы исходного файла перед операцией «склеивания»
• blend – размер зоны перекрытия изображений, в передах которой значения пикселей будут усреднены
• backval – значение, используемое для обозначения фона мозаики

Полезное замечание: удобная недокументированная возможность команды – перепроецирование данных из проекции исходного растра в проекцию выходного растра. При пересчете значений всегда использеется алгоритм «ближайшего соседа» (nearest neighbor). Команда так же может быть использована для «обрезки» растров по размерам, заданным размерами выходного изображения.

[править] Команды чтения информации о структуре фалов PCIDSK

[править] CDL – Вывод на экран (или в файл) списка каналов изображения

Список каналов выводится с кратким описанием (тип данных, имя канала и др.)

• file=” (имя файла)
• report=” (по умолчанию = “term (вывод на экран). Вместо этого может быть задано имя файла: report=”report.txt)

r cdl

[править] ASL - Вывод на экран (или в файл) списка сегментов файла PCIDSK

Список сегментов выводится с кратким описанием (тип данных, имя сегмента и др.)

• file=” (имя файла)
• report=” (term или имя файла)

r asl

[править] IHR – Чтение и запись в набор переменных информации о структуре файла и привязке

• file=" (имя файла)

r ihr

Список создаваемых в памяти переменных:

• IMSTAT(1) = размер в пикселях, Х
• IMSTAT(2) = размер в пикселях, Y
• IMSTAT(3) = число каналов
• IMSTAT(4) = число каналов 8-bit
• IMSTAT(5) = число каналов 16-bit signed
• IMSTAT(6) = число каналов 16-bit unsigned
• IMSTAT(7) = число целочисленных каналов 32-bit
• IMSTAT(8) = число сегментов
• IMSTAT(9) = размер пикселя, X (м)
• IMSTAT(10) = размер пикселя, Y (м)
• IMSTAT(11) = единицы растра (0=PIXEL,1=UTM,2=METRE,3=LONG/LAT, 4=other,-1=error)
• IMSTAT(12) = Верхний левый угол, X (единицы растра)
• IMSTAT(13) = Верхний левый угол, Y (единицы растра)
• IMSTAT(14) = Нижний правый угол, X (единицы растра)
• IMSTAT(15) = Нижний правый угол, Y (единицы растра)

Полезное замечание: команда IHR удобна, если Вы хотите создать «чистую» копию растра с сохранением размеров и привязки. Вот как будет выглядеть последовательность команд:

file="old (имеющийся растр)

r ihr

file="new (создаваемый растр)
dbsz=imstat(1),imstat(2) (используем переменные из памяти)
dbnc= 10,0,0,0 (число каналов по типам)
dblayout="file
r cim (создаем файл)

fili="old
filo="new
dbsl=1
dbos=1
r iia

Последняя команда – копирование сегмента привязки. Поскольку создаваемый файл имеет такой же размер, что и исходный, сегменты привязки у них будут идентичными.

[править] Ссылки по теме

• Основы макроязыка EASI (PCI Geomatica). Часть 2. Анализ данных
• Основы макроязыка EASI (PCI Geomatica). Часть 3. Географическая привязка и проекции
• Основы макроязыка EASI (PCI Geomatica). Часть 4. Примеры автоматизации процессов