影像金字塔

       影像金字塔（pyramid）是由原始影像按一定规则生成的由细到粗不同分辨率的影像集。
       为什么要构建影像金字塔呢？最直接的解释就是为了快速浏览影像数据。除了在地图窗口中进行显示外，金字塔还包含了很多丰富信息。如果没有金字塔，那么在影像显示时就要访问整个栅格数据集，进行大量计算来选择显示哪些栅格像元，然后将其重采样为更小的大小，金字塔将影像按逐级降低分辨率的方式进行存储。当影像显示时，选择与显示区域相似分辨率的金字塔层级，整个过程只需进行少量的查询和少量的计算，从而节省显示时间。
      金字塔的各个连续图层均以 2:1 的比例进行缩减采样。如下图所示。从金字塔的底层开始每四个相邻的像素经过重采样生成一个新的像素，依此重复进行，直到金字塔的顶层。重采样的方法一般有以下三种: 双线性插值（BILINEAR）、最临近像元法（NEAREST）、三次卷积法（CUBIC）。其中最临近像元法速度最快，如果对图像的边缘要求不是很高，最适合使用该方法。三次卷积由于考虑的参考点数太多、运算较复杂等原因，速度最慢，但是重采样后图像的灰度效果较好。
 

 
      金字塔的文件构成？金字塔存储在单独的文件中，该文件通常位于源栅格旁边。金字塔文件共有两种类型：金字塔 (.ovr) 和分辨率降低的数据集 (.rrd)。这两种类型的金字塔文件 ArcGIS 均可读取，但是只能写入 .ovr 文件（少数例外情况将在下文中予以介绍）。.rrd 文件针对 ERDAS IMAGINE 文件而创建的，.ovr 文件由 ArcGIS 10 或更高版本创建和使用。
二者对比：.ovr 文件的优势在于可以控制压缩类型和金字塔的质量。它可以使用 LZ77 或 JPEG 压缩方案进行压缩。请切记，JPEG 压缩只适用于可根据 JPEG 规范存储数据的文件类型。如果选择 JPEG 金字塔，还可以指定 JPEG 金字塔的压缩质量。
      金字塔文件大小?通常情况下，金字塔文件的大小大约是原始未压缩文件的8%。如果金字塔文件经过压缩，.ovr 文件可能会更小 （如 2%）。由于压缩依赖于数据的类似程度，因此很难估算 .ovr 文件的大小。在某些情况下，所创建的 .rrd 文件的大小可以大于原始文件 (33%)，这具体要取决于原始栅格文件中使用的压缩技术。如果 .rrd 文件超过2000M，则会创建一个递减分辨率数据集外部 (.rde) 栅格数据文件作为补充文件。在使用gp工具创建金字塔时跳过第一级可以有效减少金字塔文件的大小。

在对影像构建金字塔的过程中，有一个问题常常困扰着我们，那就是如何提速金字塔的构建？下面我们就一起来看几个增速金字塔构建的小窍门。
1、ArcGIS中金字塔如何创建呢？
单景影像金字塔构建：
ArcToolbox->Data ManagementTools->Raster->Raster Properties->Build Pyramids
对于尚未构建金字塔的单景影像，在影像添加至ArcMap窗口时，会得到“是否构建金字塔”的提示，这个时候也可以选择构建金字塔。

批量影像金字塔构建：
ArcToolbox->Data ManagementTools->Raster->Raster Properties-> Build Pyramids And Statistics
对于数据量比较大的影像，推荐利用批量工具进行金字塔构建。

2、如何提速金字塔的构建呢？
      金字塔构建过程中有几个可设的参数，它们正是提速金字塔构建的秘密所在。如上图所示，红框中的可选项。
    （1）金字塔级别 Pyramid levels (optional)
      金字塔等级是指建立的金字塔层级数量。默认的级别是-1，此时会构建完整的影像金字塔。如果这里设成空值，得到的效果和-1相同。如果设为0，那么将不会建立金字塔。同时，这也是删除影像金字塔的方法。
金字塔最高级别可以设为29，任何高于29的值都会当作-1处理。 通过上面的描述大家应该清楚，如果按照默认的设置，完整的构建出影像金字塔，耗费的时间一定会较长，所以可以根据需要进行金字塔级别设置。第一层金字塔是对影像文件的直接索引，因此构建第一层金字塔耗费时间是最长的，略过第一层金字塔的构建过程构建金字塔的速度回明显加快。
    （2）重采样方法 Pyramid resampling technique (optional)
      重采样的方法一般有以下三种: 双线性插值（BILINEAR）、最临近像元法（NEAREST）、三次卷积法（CUBIC）。其中最临近像元法速度最快，如果对图像的边缘要求不是很高，最适合使用该方法。三次卷积由于考虑的参考点数太多、运算较复杂等原因，速度最慢，但是重采样后图像的灰度效果较好。对于影像，建议采用双线性差值法；对于离散数据，建议采用最邻近像元法。
    （3）压缩方式 Pyramid compression type (optional)
     提供了5种压缩方式：
默认——如果源数据采用了小波压缩，金字塔将采用JPEG的压缩方法；否则，则采用LZ77的压缩方法。
LZ77——无损压缩方式，适合于任何类型的数据。
JPEG——有损压缩方式，选择了JPEG压缩，可以设置压缩质量。对于影像数据，通常选择此种压缩方式，如果对影像质量要求不高，可以将压缩比设置为25。
JPEG_YCbCr——种有损压缩，使用亮度（Y）和色度（ Cb和Cr ）色彩空间组件。
NONE——不对金字塔进行压缩。
    （4）设置环境变量  Parallel Processing Factor
      我们的电脑都是多核的，通过环境变量的并行处理因子设置可以提升GP工具处理速度。
具体设置位置：GP工具面板——>Environments——>ParallelProcessing

       并行处理因子以数字或者百分数的形式进行设置。如果以百分数的形式设置，最终的进程数将是电脑CPU核数与百分比相乘的结果或近似结果。比如说，4核的电脑。
如果设置为50%，那么将启用2个进程。（50% * 4 = 2）
如果设置为66%，那么将启用3个进程。（66% * 4 = 2.64，近似为3）
如果设置为100%，那么将启用4个进程。（100% * 4 = 4）
     当然，也可以直接进行数值设置。
空值——默认设置，不同的工具会进行不同进程数的设置。
0——不进行并行设置。
n——指定具体进程数，进程数设置不超过CPU核数。
     以上介绍的就是影像金字塔构建的几个因素，可以根据具体情况进行参数设置，以此提高金字塔的运行速度。对于镶嵌数据集概视图（overview）的构建，可以参看以上说明。