原文发布时间：2016/3/11 16:33:22
原文链http://blog.safe.com/2014/07/raster-master/
翻译：程晓
栅格最美好的地方在于它们不仅利于数据可视化。对数学分析也有益处。它简单、全面，是以像素为单位表示连续数据的最好方式。
学习栅格有很多种方式，我希望这个清单能激励你思考更多的学习方式。你将会看到如何构建你需要的栅格，控制特定的像元(cells)、波段(bands)、调色板(palettes)，甚至是它们的编码方式。你还会看到许多整合栅格的方法，使得数据集更加丰富形象。如果你花的时间够长，你甚至能够学会怎样利用数学和表达式获得神奇的效果。
1、不同数据格式转换
这里有许多的的栅格格式。我不想强迫自己去猜究竟有多少格式，但是我可以告诉你，至少有60种格式是可以在FME 上运行的。根据我们的使用量统计，最流行的栅格格式为GeoTIFF/TIFF和ECW。
为了获得更好的数据整合效果，经常需要将一个栅格格式转换到另一个栅格格式，或者在栅格和矢量之间进行转换，或者将栅格和点云、数据库、CAD、GIS或者其他的数据类型结合起来。在一个数据流动频繁的世界里，将数据锁在一个单一的格式里面无异于自掘坟墓。
2、变换尺寸
图像重采样到你想要的行/列尺寸、像元大小(cell spacing)或原始大小的某个比例。重采样经常用于生成更小的图片，但是它也可以用来生成一个更地面控制点大的图片。
除非你想做像素艺术，在下采样的时候，你会想要获得一个图片的基本信息(对color image)或者值分布(对numerical raster)。常用的插值方法包括最近邻插值，双三次插值，双线性插值等。
3、改变坐标系
像任意有价值、值得尊敬的空间格式一样，栅格可以进行配准并且有各种各样的坐标系统。
如果你需要将图形投影到一个地图或者将它与其他数据结合起来，你需要将它重投影到其他坐标系统。例如，KML要求WGS84投影，而Web瓦片地图服务则可能是要求球面墨卡托投影。
更具体一些，你可以控制栅格的地理编码。比如说，一些栅格嵌入了地面控制点，而不是在栅格角落处设置地理编码。你可以按照需要提取或者设置地面控制点。
4、将多栅格合并成一个图
拼接多个栅格成一个单独的要素。比如，在相同的经/纬投影下，可能你想要将多个瓦片拼接到一起成为一个简单的视图。这需要用到拼接(mosaic)、重采样(resample)(#2)、以及重投影(reproject)(#3)转换。
这就像是一个拼图，只是它的每一块并不完全匹配。
重投影会使图片有轻微的旋转，当进行拼接的时候，影像会出现黑边。但是不用担心，你可以通过设置nodata值，使黑边部分变得透明。如此，就可以将黑边下方的背景图片显示出来。
5、压缩栅格文件
就像是把栅格放进了塑身衣里面，压缩一个栅格使一切变得苗条。如果你想快速地获得更小的图像，75%的压缩率是一个不错的选择，而且还能保证较好的图像质量。
许多格式都支持压缩：JPEG/JPEG2000，ECW，GeoTIFF/TIFF，Oracle Spatial GeoRaster，ArcSDE Raster，Geodatabase Raster，CADRG和WebP.
6、边框裁剪栅格
裁剪一个图像，仅仅保留你需要的部分，删掉你定义的边界之外的部分。
例如，你可以将加利福尼亚州定义海岸线的面合并起来，并且裁掉海洋部分，就可以只得到加利福尼亚州的图像。
如果你要裁剪多个区域，就像公园边界。通过裁剪，每个被裁剪的区域都能从边界获取相关的属性，比如公园名。就像(#4)中提到的那样，定义nodata区域是非常方便的，因此我们将裁剪区域外的部分设置为nodata值，这部分将变得透明，在此背景下查看图像变得更加容易。
7、制作栅格图形和/或元数据的目录
合并图形和它们的属性到一个有用的地方，在这个地方，你可以展示给你妈妈所有你做的酷的东西。
要想明白我说的什么，请查看fme.ly/parks，这是一个目录，在每一页记录了一些被裁剪的图像和信息。
这个目录从数据库（不支持影像）中，以二进制blob形式读取栅格，然后使用一些简单的HTML去美化它。
8、将一个大的图像分片
将一个栅格分割成多个瓦片。可能你想要一个特定尺寸的图像，或者你想要特定数量的图像。可能你需要一小片图像作一些处理。可能你需要在不支持高压缩波长的软件里面加载栅格。可能你只是想要将数据分成更小的瓦片。
无论你的想法是什么，你只是有一个很大的图像，并且你想把它分成更小的瓦片，那么行动吧。
9、创建Web瓦片地图服务(WMTS)
创建一系列的图像瓦片，以便网络地图，如谷歌地图，必应地图，或其他网络地图服务应用。
在WMTS里面的图像是以瓦片集的形式存储的，所以当你放大缩小的时候，你会看到在不同的分辨率下，有不同的瓦片集。你可以通过重投影到球体墨卡托(#3)，重采样到不同分辨率下(#2)，分割瓦片(#8)来创建一个WMTS.
10、构建几何曲面
我感觉栅格没有完成它的使命，除非它被用来构建纹理表面。首先，栅格是3维世界的一个2维表示。其次，3维模型往往是平的、无纹理的。这两者单独存在都是无任何帮助的。栅格与3D模型整合，形成立体栅格，常常是一个明智的选择。
你有一个Esri shape格式的等高线，以及一个MrSID格式的正射影像。你可以通过高程值将等高线生成数字高程模型（DEM）。当DEM生成一个三角网，并和正射影像相结合，你会得到一个有纹理结构的3D模型，就像糖果山一样。
把带RGB色的点云和DEM栅格叠加起来也是构建好的表面模型的方法。
11、将图像附加为元素属性
许多格式，比如Geodatabase或者Excel，允许图像附件。这对于互操作性是一个好消息，因为你可以用栅格制造出任何东西，照片，扫描，统计数据，图表，插图，卫星图像等等。有一次我用一个小马的照片给一个公司演示了栅格的读/写。
任何能写入栅格的东西都能写入任何支持图像附件的格式中。
12、重设波段
好了，现在我们讨论一些更强大的方面。
如果你有多波段数据，并且你需要将它转换到不支持波段的格式中，比如说，如果你有一个明显的8-band格式，但是你所想要完成的是一个RGB的视图——你可以删掉你不需要的波段。
你也可以更改波段或者添加波段，例如从RGB色改变到GRB+透明度；或者移除alpha波段，那么你最终会得到完全的RGB色。
13、根据值矢量化一个栅格
从栅格转换到矢量的一个方式，是将有相同值的连续像素创建一个多边形面。我们称之为栅格分类。
在右边的矢量图中，以25米的间隔将多边形进行分类。然后对多边形进行NURBS建模，生成一个矢量的等高线图。
感觉就像是，有人把彩虹放在搅拌器里。
14、利用地貌晕渲使得位图更真实
如果你操作带有高程的数据，你可能会对平面黑白图像很熟悉，在这里，高程值大的为白色，高程值小的为黑色。很抱歉，即使是三维眼镜也不能让这些东西看起来像三维，相信我，我试过了。
地貌晕渲方法提供了一种图片到真实世界的一个呈现。当整合一个地图产品时，这对地形的可视化是特别有用的。
15、点云着色
数据就像香料，如果你不将它们融合在一起，你不会感受到它完整的味道。
将点云叠加到栅格来给点着色。
将栅格跟点云结合起来可以使得LiDAR可视化更符合人眼。查看我博客的14个方法来操作LiDAR数据，可以找到许多的方式去整合点云数据。其中最有用、最美好的部分都涉及栅格。
16、以像素为单位的表达式
根据一个或多个像元值进行计算。比如，你可以计算每一个像元的坡度或坡向，或提取的范围，或检测两个输入之间的变化。
你也可以给出算法来修改像素值。是的，朋友，如果这些像素存储了RGB值，则你可以绘制自己想要的彩色图片。利用栅格表达式，我们可以过滤我们需要或不需要的部分。
17、复制像元或利用半透明度叠加栅格
结合两个栅格，以期查看两个图层的信息。你可以通过从图像提取某一特定像素来做这件事，或者通过添加透明度(#12)。一个alpha波段可以顺利地将图像进行叠加。就像数字熨烫在纸上面一样。
如果你想知道如何用FME完成上述任务，请访问safe.com/raster. 我推荐你看2013年10月的网络研讨会记录内容。包括令人印象深刻的部分，结合多种数据源（包括WMS），先进的变换和数学。在Knowledge Base里面也收纳了很多文章，以帮助您完成您的栅格需求。