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什么是 ArcGIS Image Server

ArcGIS Image ServerArcGIS Enterprise 的一部分,用于提供分布式计算和存储系统,以为大量影像、高程数据、栅格和其他遥感数据的分析处理和服务提供支持。

ArcGIS Image Server 可用于汇集、处理、分析和管理来自不同传感器、源和时间段的大量重叠、多分辨率影像和栅格数据。也可以发布动态影像服务,以将源影像和其他栅格数据按需转换为多个影像产品,而无需预处理数据或存储中间结果,从而节省时间和计算机资源。此外,ArcGIS Image Server 还使用跨多个计算机和实例的并行处理,以及分布式存储来加快大型栅格分析任务的速度。

ArcGIS Image Server 提供了四个关键功能以供处理大量影像和栅格:

  • 动态影像服务支持可通过 Web 访问的影像图层,当通过桌面、Web 和移动应用程序访问数据时,这些图层可以动态应用处理。
  • 栅格分析用于快速处理和保留大量影像和栅格数据,以创建信息产品。
  • 正射映射支持在服务器端将卫星、航空或无人机影像处理成数字地形模型和正射镶嵌,以作为地图制作和进一步分析的基础。要访问此功能,可通过 ArcGIS Pro、使用 ArcGIS Enterprise 随附的 ArcGIS Ortho Maker web 应用程序或使用提供的 API。
  • 影像托管支持组织中的用户将影像上传到 ArcGIS Enterprise 中并将其作为动态影像图层提供,以供各种应用程序访问并用于栅格分析。

ArcGIS Image Server的优势和益处

ArcGIS Image Server支持有效且高效地利用大型影像和栅格集合。可发布动态影像服务以通过动态镶嵌和分析处理来访问信息。ArcGIS Image Server还可缩短大型栅格分析任务的处理时间,以便更快速地从栅格数据中提取有用信息

利用 ArcGIS Image Server的以下益处:

  • 提供对影像和栅格数据的快速访问 - ArcGIS Image Server可帮助您管理庞大的图像集合,在镶嵌数据集中对其进行编译,并通过动态影像服务使其可用。随后可以在 ArcGIS Pro、Web 地图客户端以及其他桌面、Web 和移动应用程序中访问影像服务。通过将您的图像资产设置为以这种方式进行访问,贵组织的用户便可以在其图像利用、分析和地图制作工作流中应用影像和栅格数据。
  • 组合来自多个源和格式的影像 - 利用 ArcGIS Image Server,可组合来自多个设备、传感器、分辨率、波段和栅格格式的重叠、时变影像组合到单个影像服务中。例如,可以将大型区域的卫星影像与特定感兴趣区域的无人机影像进行混合,或者从具有不同分辨率、投影和基准的高程数据创建单个虚拟数字地形模型。还可以使用正射映射功能来运行摄影测量过程,以直接从源卫星、航空或无人机影像创建产品(例如数字地形模型和正射镶嵌)。
  • 快速即时处理影像 - 通过 ArcGIS Image Server发布的动态影像服务,可以灵活快捷地访问所需图像。动态影像服务可根据需要快速正射校正、镶嵌和投影图像。这意味着可基于单个源按需创建多个图像产品,而无需存储和保留预处理数据。可以针对要处理的图像更改函数和参数,结果将在平移和缩放影像时实时显示。
  • 缩短获取和利用之间的时间 - 使用 ArcGIS Image Server可随时向图像目录添加图像,它们将立即显示在影像服务中。这样可消除图像数据收集和发布之间的处理延迟,从而可以加快新图像的可用速度并使影像服务保持最新。
  • 加快对大型数据集的分析速度 - ArcGIS Image Server通过跨多个服务器核心和计算机分配处理负荷,加快大型数据集的分析任务速度。提高处理效率后,在苛刻的操作环境中从信息容量极大的数据集生成有用的信息产品便会变得更加实用。例如,ArcGIS Image Server可以执行以前只能在超级计算机上执行的大型地形数据集分析。

重要功能

ArcGIS Image Server的重要功能包括动态影像服务、栅格分析和正射映射。下面将更详细地介绍这些功能。

动态影像服务

影像服务可以设置为允许组织中的用户动态更改影像服务中的图层外观和行为。从而可以增加用户与图像图层之间的交互量。

镶嵌数据集引用源数据并定义处理

动态影像服务通过文件或企业级镶嵌数据集提供。镶嵌数据集引用在内部或云中存储的影像,并定义在访问数据时应用的所有图像处理以及所有元数据。该处理可以像定义要提取的指定波段或创建光谱指数一样简单,但也可以包括基于传感器模型和数字地形模型的影像的全色锐化和正射校正等处理。提供各种处理函数。这些函数可使用 Python 栅格函数进行扩展,并链接在一起以执行各种图像处理和分析任务。使用云基础架构时,可以使用 Amazon Relational Database Service (RDS) for PostgreSQL 等数据库服务。

大量 Web 服务

影像服务可以作为 ArcGIS 影像服务或 OGC WMSWCSWMTSKML 服务进行访问。可通过 OGC web 服务访问的功能由以下各规范定义

动态处理

客户端应用程序可以访问根据在镶嵌数据集中定义的栅格函数处理的影像以及由客户端应用程序定义的其他进程。它们可以应用于单个栅格或镶嵌影像。ArcGIS Image Server支持 ArcGIS ProArcGIS Image AnalystArcGIS Spatial Analyst 扩展模块 随附的所有栅格函数。可以使用 NumPy 数组或大量第三方库的自定义 Python 栅格函数也可以在 ArcGIS Image Server上进行定义。

灵活的数据源

影像服务引用在镶嵌数据集中定义的栅格,也可以直接引用单个栅格。可以使用栅格数据存储或使用栅格代理将栅格存储在服务器可访问的存储(例如 NAS 或 SAN)上。

栅格数据存储是与使用适当凭据定义的文件或云存储的连接,以供 ArcGIS Image Server站点读取和写入栅格。支持的栅格数据存储包括 Amazon Simple Storage Service (S3)Microsoft Azure Blob 存储和 Alibaba Cloud Object Storage Service (OSS)。可以将栅格数据存储设置为包括数据的本地缓存以加快访问速度。

栅格代理是用于连接到多个存储系统的替代方法。它们是小型 XML 文件,ArcGIS Image Server会将其识别为本地文件,但栅格代理引用云存储中的影像并提供本地缓存。

动态影像服务类型

有两种形式的可用动态影像服务。如下所示:

  • 专用实例影像服务,根据服务使用一组计算进程进行设置。如果希望许多用户访问一组有限服务,则专用实例影像服务非常有用。
  • 共享实例影像服务使用栅格渲染服务,以供许多服务共享计算进程池。从而可以从更有限的资源提供大量不同的服务。使用共享实例影像服务时,ArcGIS Enterprise 门户可以包含许多影像图层项目,每个项目定义一个单独服务,而无需 ArcGIS Image Server站点将资源分配给每个服务。

影像图层项目

影像服务在门户中作为影像图层进行发布和显示。与其他门户项目一样,它们可以在群组中共享以提供访问控制。可以授权门户项目与服务,并为您提供凭据来直接访问基础服务。

也可以将影像服务项目注册为 ArcGIS Online 中的项目。这些服务可以与 ArcGIS Online 联合或不联合。如果影像服务已联合,则当客户端访问影像图层项目时,系统会将用于直接访问影像服务的令牌返回给客户端应用程序,以供其直接访问服务。对于未联合的服务,ArcGIS Online 充当代理服务器,并使用存储的凭据将请求传递给服务器,从而使客户端应用程序永远不会访问凭据。

栅格分析

栅格分析是 ArcGIS Image Server提供的一组服务,以供分布式处理和存储执行图像分析或保留新的栅格产品。通过栅格分析,可以将 ArcGIS Pro 中提供的栅格处理工具和函数和扩展模块应用于大型栅格数据集合。结果将作为影像图层通过门户存储、发布以及与组织共享。

在针对栅格分析配置 ArcGIS Image Server后,将显示一系列可从 Map ViewerArcGIS ProArcGIS API for Python 或通过 ArcGIS REST API 访问的服务。可在以下客户端和 API 中访问各种工具和功能:

  • ArcGIS Enterprise 门户中的 Map Viewer 提供了按功能类别组织的各种工具。栅格函数编辑器提供了一个包含视觉建模器的 web 界面,用于构建和编辑影像和栅格分析工作流。可以创建处理链、对其进行编辑、预览结果,然后将输出保留为大范围上的新影像图层。
  • ArcGIS Pro 可用作栅格分析的客户端。可通过将输出定义为 Web 图像图层,将门户中定义的所有栅格函数链保留为新的影像图层。
  • REST API 提供对可集成到应用程序中的许多分布式任务服务的访问权限。也可以通过 REST 使用许多栅格函数对象访问使用栅格函数的服务器端处理

有关栅格分析的详细信息,请参阅使用栅格分析进行分布式处理

正射映射

正射映射是一组栅格分析服务,用于处理卫星、航空和无人机影像以创建正射镶嵌和数字高程模型。正射映射工具的服务器版本与 ArcGIS Pro 中的可用服务器版本相同,但它们已经过优化,可实现分布式处理和存储,并支持基于工程的工作流。建议使用 ArcGIS Pro(以定义要在服务器上应用的正射映射处理)或 ArcGIS Ortho Maker Web 界面访问这些工具。或者,可以使用 ArcGIS API for PythonArcGIS REST API 访问工具。可通过直接使用这些工具,将正射映射功能集成到自定义的自动化工作流中。

ArcGIS Ortho Maker

配置栅格分析后,ArcGIS Ortho Maker 变为作为 ArcGIS Enterprise 的一部分提供的正射映射 Web 应用程序。用于提供简化的 Web 体验,以供将无人机影像集合上传到 ArcGIS Image Server,并将其处理为数字地形模型和正射镶嵌。可以基于来自无人机的 GPS 数据、从参考影像获取的控制点或作为控制点表输入并在影像中测量来提供控制。生成的数字高程模型和正射镶嵌可作为 web 影像图层访问。与 ArcGIS Image Server的常规正射映射功能一样,正射影像也可作为具有动态处理的动态影像服务来访问,从而能够访问重叠影像以改进图像解释。

托管图层项目

客户端应用程序可以上传要在栅格数据存储中存储的影像,并且可以在门户上作为影像图层项目进行访问。使用门户用户界面,可上传镶嵌在一起的图像集合以创建单个图像,这些图像可以作为单独的影像图层提供,也可以作为单个影像图层提供以实现动态镶嵌。

ArcGIS Image Server部署

ArcGIS Image Server可以在内部或云基础架构中实施。支持 Amazon Web Services (AWS)Azure 云基础架构,ArcGIS Enterprise Cloud Builder for Microsoft Azure 将作为 ArcGIS Enterprise 的一部分提供。 安装遵循与 ArcGIS Enterprise 的其余部分相同的模式。通常先安装门户和 ArcGIS Server,然后将 ArcGIS Image Server角色分配给一组服务器。可针对动态影像服务或栅格分析配置这些影像服务器。通常,为动态影像服务和栅格分析设置单独的 ArcGIS Image Server站点,以便从一个站点处理动态影像服务(专用和共享实例),并使用单独的站点执行栅格分析。

使用影像服务器角色配置的栅格分析部署

使用分配给栅格分析的 Image Server 和图像托管服务器角色配置的栅格分析部署

摘要

ArcGIS Image Server通过对影像和栅格进行大量分布式处理和分析来解锁栅格分析功能。客户端应用程序可以基于函数的完整列表并使用来自许多栅格和矢量源的输入来创作栅格处理模型。栅格处理模型将提交到 ArcGIS Image Server,以在多台计算机上并行运行并快速完成。影像处理或栅格分析的结果将作为在门户中注册的影像和要素图层保留。