PIE产品简介与基础操作

北京航天宏图信息技术有限责任公司2016年4月5日产品简介产品能力基础操作汇报内容产品简介汇报内容PIE（PixelInformationExpert）是北京航天宏图信息技术有限责任公司自主开发的一款专业遥感图像处理软件。产品简介致力于遥感工程化应用，是一套高度自动化、简单易用的遥感工程化应用平台。产品体系扩展插件包高光谱数据高级处理雷达数据高级处理无人机数据处理行业应用高级版面向对象分类群判读空间建模分布式处理开发工具包基础版图层管理图像增强图像预处理基础处理基础工具综合判读矢量处理地形分析高光谱数据基本处理雷达数据基本处理专题制图产品架构通用层基础工具库、算法基础库、数据访问核心库、数据绘制库、界面适配库、通用控件库数据驱动引擎插件包显示引擎插件包，用于栅格、矢量等多源异构数据的显示数据层显示层通用层（微内核）算法层界面层显示层数据层遥感/GIS通用处理插件包、3S行业应用插件包算法层功能界面插件包界面层“微内核+插件”式架构产品架构迁移方便自由聚合易于重构复用性高即插即用“微内核+插件”架构优势产品特色•自主研发，集成公司多项核心技术，拥有完全自主知识产权。自主知识产权•完美支持国产卫星数据的加载显示、预处理及信息提取；GF1-2、ZY3、ZY1-02C、HJ1A/1B、FY1-4、HY1-2等。本地化程度高•可实现从数据准备到专题图表生成的一体化解决方案完备的遥感图像处理算法•支持C++、C#等多种语言的向导式二次开发快捷方便的向导式二次开发•目前底层函数库已基本完成跨平台编译，支持国产操作系统底层函数库支持国产操作系统产品应用应用领域：涵盖了水利、农业、林业、国土、减灾、环保、海洋、交通等十多个行业使用机构：民政部、农业部、水利部、环保部、中国气象局、中国地震局、国家测绘地理信息局、国家林业局、国家卫星海洋应用中心、中国水利水电科学院、中国农业科学院、中国林业科学院、各大高校等200多个单位或部门2013年，参与委内瑞拉一号卫星地面应用系统建设产品能力汇报内容产品能力-完备的遥感图像处理功能多源数据读取与显示遥感数据预处理信息提取与解译专题图表生成提供一体化解决方案PIE遥感数据预处理基础图像处理（图像分类、图像变换、图像滤波……）综合判读解译空间建模专业扩展插件包（高光谱、雷达、无人机）行业应用插件包（水利、农业、林业、国土……）多源数据读取图像增强显示专题制图灵活可定制的图像渲染方案提供丰富的遥感图像增强工具；根据不同卫星、不同传感器、不同季节、不同地域和不同关注对象预先定制图像增强方案产品能力-数据浏览与显示大数据快速加载、漫游缩放流畅PIE数据加载显示策略图像绘制提升图像加载速度加快金字塔创建•多线程影像加载•多类型多级缓存•多线程创建金字塔•自定义金字塔格式•使用OpenGL进行图像绘制产品能力-多源数据读取与显示演示视频•支持国内和国外常用光学遥感数据的预处理全流程遥感基础产品生产产品能力-高效高精度图像预处理图像镶嵌·色彩归一化融合·SFIM融合·PCA融合·Pansharp融合·图像匹配·正射校正·几何精校正·辐射定标·大气校正·太阳高度角校正图像融合几何校正辐射校正产品能力-高效高精度图像预处理•支持GF-1、GF-2、ZY-3、TH01，HJ1A/1B等国产卫星传感器•传感器类型可快速扩展简单易用的大气校正功能1界面操作简单2处理精度高3校正速度快根据卫星名称及元数据文件自动读取辅助信息基于大气辐射传输模式，内置气溶胶光学厚度反演方法事先生成针对不同卫星数据大气校正的查找表产品能力-高效高精度图像预处理大气校正前大气校正后大气校正前后水体波谱曲线变化（左：前；右：后）大气校正前后植被波谱曲线变化（左：前；右：后）产品能力-高效高精度图像预处理高效高精度的控制点自动匹配1可实现基于多影像、多服务为基准的控制点自动匹配2可实现不同源、不同时相、不同尺度、有旋转扭曲等困难条件下的影像间自动匹配3采用多种粗差剔除方法，可完全、自动剔除误差点产品能力-高效高精度图像预处理集成网络地图服务以发布的网络地图服务为基准进行控制点自动匹配（天地图、百度地图、谷歌地图、ArcGISREST服务、PIEImage服务……）（左图为待校正影像，右图为基准影像，由一张本地影像和网络地图服务共同组成）产品能力-高效高精度图像预处理流程化、自动化正射校正•支持GF-1、GF-2、ZY-02C、ZY-3、TH01，QuickBird等卫星传感器•传感器类型可快速扩展只用RPC系数校正结果RPC系数+控制点+DEM校正结果全色正射校正（资源3号卫星）：平原地区2.1m分辨率全色影像ZY3_NAD1（24483*24525）（待校正影像及RPC文件）2m分辨率正射影像图（基准影像）30m分辨率DEM多光谱正射校正（资源3号卫星）：对应的5.8m分辨率多光谱影像ZY3_MUX1（9281*8817*4）（待校正影像及RPC文件）Z3_NAD1自动匹配校正后的正射影像图（基准影像）30m分辨率DEM测试数据控制点个数匹配时间匹配误差正射时间正射误差生成影像大小ZY3_NAD124990s0.8pixel90s0.8pixel1.7GZY3_MUX123660s0.65pixel40s0.65pixel993M产品能力-高效高精度图像预处理注：所有测试在同一台普通计算机上（双核CPU，8G内存，WIN7）进行流程化、自动化正射校正校正数据：16m分辨率全色影像GF-1WFV(13400*12000*4)（待校正影像及RPB文件）15m分辨率Landsat8影像图（基准影像）30m分辨率DEM校正数据：山区2.1m分辨率全色影像ZY3_NAD2(24483*24525*1)（待校正影像及RPC文件）2m分辨率正射影像图（基准影像）30m分辨率DEM测试数据控制点个数匹配时间匹配误差正射时间正射误差生成影像大小ZY3_NAD2379100s0.69pixel90s0.69pixel1.7GGF-1WFV245120s0.7pixel150s0.7pixel1.7G产品能力-高效高精度图像预处理流程化、自动化正射校正产品能力-高效高精度图像预处理丰富的图像融合功能CPU+GPU协同处理•保持多光谱图像的辐射信息同时增强空间分辨率•运算速度快，占用非常少的虚拟内存空间PIE速度快效果好CPU+GPU协同处理色彩归一化融合SFIM融合PCA融合Pansharp融合产品能力-高效高精度图像预处理丰富的图像融合功能Pansharp融合利用最小方差技术对参与融合的波段值进行最佳匹配,减少融合后的颜色偏差融合前融合后产品能力-高效高精度图像预处理高效的图像镶嵌功能支持大数据拼接，无数据量限制3智能计算羽化缓冲区，过渡自然2先进的接缝线寻址策略，自动寻找最优镶嵌线1•提供高性能、高效的镶嵌能力•充分使用系统资源，利用并行计算能力，提升镶嵌速度产品能力-高效高精度图像预处理输入数据：38幅山西省ZY3按县区裁切后的正射影像（100G）输出数据：镶嵌结果数据（img格式）（78.9G）接缝线文件（shp格式）耗时：轮廓提取：2802.404s接缝线计算：16.302s镶嵌羽化：14318.458s总计：17137.164s（4小时45分37.164秒）高效的图像镶嵌功能产品能力-高效高精度图像预处理输入数据：河北省全省GF1PMS数据（共334幅，281G）测试流程：正射校正图像融合图像镶嵌测试内容开始时间结束时间总耗时平均生成结果正射校正201507208:582015072018:429h44min52.5S/景371G图像融合2015072814:222015072901:0610h44min57.8S/景1.15T图像快速镶嵌201507309:312015080409:14119h43min654.2S/景914G测试环境：Win732位操作系统，CPU双核，8G内存总耗时共140.25h，不足6天逻辑架构产品能力-高效高精度图像预处理集群并行处理能力结合用户的需求和已有的软硬件资源，为用户量身打造海量数据并行处理解决方案：产品算法可与Platform、GXL等并行调度器无缝集成可提供全套的集群调度并行处理解决方案产品能力-高效高精度图像预处理集群并行处理能力计算节点存储计算节点计算节点计算节点PIESDK开发授权控制SAN存储SAN存储计算节点计算节点计算节点备用节点备用节点PIESDK开发质检工作站高速网络交换网络交换物理架构任务流编排PIESDK用户自定义模块模块1→模块2→模块3→模块4→模块5PIE的功能组件可以基于SOA架构相互链接形成工作流，用户也可以通过PIESDK自定义功能函数，然后基于SOA架构形成工作流。产品能力-高效高精度图像预处理集群并行处理能力图像分类及分类后处理产品能力-信息提取与解译•非监督分类ISODATAK-Means神经网络聚类•监督分类最小距离分类马氏距离分类贝叶斯估计分类最大似然分类•决策树分类•分类后处理分类属性编辑分类合并主次要分析过滤分析分类统计精度评价……•面向对象分类图像增强工具产品能力-信息提取与解译•图像变换主成分变换最小噪声变换小波变换缨帽变换彩色空间变换（HIS）•图像滤波空域滤波，支持自定义滤波核频域滤波、同态滤波•边缘增强定向滤波微分锐化：Prewitt、Sobel、RobertLandsat5TM缨帽变换齐全的目视解译工具统计、量测、标注、矢量……产品能力-信息提取与解译齐全的目视解译工具半自动化目视解译解译工具——魔术棒：面状地物快速提取产品能力-信息提取与解译矢量信息采集与分析产品能力-信息提取与解译•多种矢量格式支持•点、线、面矢量采集•点、线、面矢量编辑•矢量分析•矢量与栅格转换•……矢量缓冲区分析多工作节点协同判读服务器服务器对任务区进行逻辑划分客户端客户端客户端……作业人员进行判读解译客户端将判读结果实时共享服务器端实时监控判读过程，直至任务结束客户端获取任务范围产品能力-信息提取与解译地形分析工具•坡度、坡向、阴影等地形模型•DEM生成等高线•由ASCII文件生成点图层•……坡度DEM坡向阴影等高线产品能力-信息提取与解译高光谱数据基础处理产品能力-信息提取与解译•波谱浏览器•高光谱数据预处理辐射校正几何纠正坏行修复•光谱分析混合光谱分解光谱维滤波端元提取……•高光谱图像分类二进制编码分类光谱角分类……•图谱立方体•光谱重采样•包络线去除•RXD异常检测•数据压缩/数据解压缩•……雷达数据基础处理产品能力-信息提取与解译•SAR数据导入与导出星载SAR数据导入机载SAR数据导入二进制数据导入数据导出•SAR数据基本处理多视处理复数格式转换……•辐射处理辐射定标地形辐射校正•几何处理斜/地距转换影像配准几何纠正•自适应滤波•纹理滤波•极化处理极化矩阵生成极化矩阵转换极化滤波极化合成斜/地距转换(上：斜距图像；下：地距图像)多类型多来源数据的融合解译多类型多来源的时空关联数据一体化综合表达高光谱热红外航拍视频产品能力-信息提取与解译可视化的空间建模工具产品能力-信息提取与解译可视化流程编辑，支持流程的测试、运行、导出、管理、批处理基于模板的专题图表生成产品能力-专题图表生成产品能力-二次开发高成熟度的SDKPIESDK底层效率优化功能体系完备标准化水平高基础函数种类齐全、接口精简，严格进行接口正确性测试完善了二次开发文档和开发向导，二次开发快速上手增加日志输出等排错手段，方便二次开发排错插件间无障碍通信对不同软件的com组件兼容统一UI风格，UI与函数分离对部分常用函数进行了CPU+GPU并行改造采用性能分析工具寻找和解决掉函数效率瓶颈支持多语言的向导式二次开发支持C++、C#等多种语言的二次开发支持使用python、lua等脚