【GDAL-Python】10-在Python中可视化多波段卫星影像

1-介绍

1.1 主要内容

(1)在本教程中,主要介绍如何使用 Python 和 matplotlib 可视化多波段 Landsat 8 卫星影像组成的真彩色影像以及假彩色合成影像。

(2)基本过程:
1)将单个栅格波段读取为数组;
2)显示图像时的三种显示策略将波段像素值缩放到0-1;
3)使用 numpy.dstack 堆叠数组 ;
4)使用 plt.imshow() 绘制 RGB 合成

(3)视频地址:B站对应教程-在Python中可视化多波段卫星影像

(4)显示策略
由于卫星影像的像素值一般不为8bit(0-255),通常为16bit或者32bit;参考QGIS中显示图像的策略,本教程共三种显示策略,分别是:

  • 1)归一化值显示:(像素值-最小值)/(最大值-最小值)
  • 2)线性拉伸显示:(像素值-百分比累计值1)/(百分比累计值2-百分比累计值1);
  • 3)标准差值后显示
    PS:遥感图像中最常用的是线性拉伸。

参考QGIS显示策略如下图:
在这里插入图片描述

1.2 线性拉伸介绍

遥感卫星影像拉伸是一种图像处理技术,主要用于调整或增强图像的亮度和对比度,以更清晰地显示图像中的特征和细节,从而改善图像质量并帮助更准确地进行地理空间分析和解译,本质上是对像素值进行重新映射:具体技术见参考资料(1)。
2%的线性拉伸:选用像素值中2%的值都在百分比累计值阈值内的值为上述百分比累计值1,同理选用像素值中98%的值都在百分比累计值阈值内的值为上述百分比累计值2,以此两个值来计算重新映射后的像素值。

2-代码实现

2.1 数据介绍

(1)原始数据信息:选用了4个波段的WordView3影像,影像分辨率为1.24米,理论上有八个波段,但选取的实验数据为4个波段,影像尺寸为:影像元数据如下图:
在这里插入图片描述
(2)原始影像在QGIS显示效果:
在这里插入图片描述

2.2 代码实现

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-
from osgeo import gdal
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
"""1.归一化值显示函数"""
def scaleMinMax(x):
    return((x 
### 使用Python实现卫星影像可视化 对于卫星影像可视化,可以采用多种方法和技术栈来完成这一目标。以下是几种常见的技术路径: #### 方法一:基于ArcGIS API for Python与Jupyter Notebook 通过`arcgis.api.Python`结合`scikit-image`, `scipy`, 和`matplotlib`等库可以在Jupyter Notebook环境中轻松处理并展示Landsat8卫星影像数据[^1]。 ```python from arcgis.gis import GIS import arcpy from skimage.io import imread, imshow import matplotlib.pyplot as plt # 假设已经有一个指向本地或云端存储位置的有效路径 image_path = 'path_to_your_landsat_image' img_data = imread(image_path) plt.figure(figsize=(10, 10)) imshow(img_data) plt.title('Landsat Image Visualization') plt.axis('off'); ``` #### 方法二:使用GDAL和Matplotlib绘制多波段影像 当涉及到多波段(如红、绿、蓝三个可见光波段)构成的真实色彩或是特定组合形成的伪彩图像时,则可依赖于GDAL读取栅格数据,并配合Matplotlib来进行渲染显示[^2]. ```python from osgeo import gdal import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def read_multiband_tif(file_name): dataset = gdal.Open(file_name) bands = [dataset.GetRasterBand(i).ReadAsArray() for i in range(1, dataset.RasterCount + 1)] return np.stack(bands, axis=-1) file_name = r'your_multi_band_file.tif' data = read_multiband_tif(file_name) red_channel = data[:, :, 0] green_channel = data[:, :, 1] blue_channel = data[:, :, 2] rgb_img = np.dstack((red_channel, green_channel, blue_channel)) fig, ax = plt.subplots() ax.imshow(rgb_img / rgb_img.max()) ax.set_title('True Color Composite of Multiband Satellite Imagery') plt.show(); ``` #### 方法三:Cartopy批量处理Sentinel-2 MSI L2A产品 针对来自哥白尼计划下的哨兵系列传感器所获取到的标准预处理级别(L2A)的产品,可以通过安装配置好环境之后调用Cartopy库中的功能快速生成地图背景上的叠加图层效果[^3]. ```python import cartopy.crs as ccrs import cartopy.feature as cpf import matplotlib.pyplot as plt from netCDF4 import Dataset nc_file = "sentinel_2_L2A.nc" fh = Dataset(nc_file, mode='r') lons = fh.variables['longitude'][:] lats = fh.variables['latitude'][:] projection = ccrs.PlateCarree() fig = plt.figure(figsize=[15, 7]) ax = fig.add_subplot(projection=projection) ax.coastlines(resolution='10m', color='black', linewidth=1) ax.add_feature(cpf.BORDERS.with_scale('10m'), edgecolor="black") scatter = ax.scatter(lons.flatten(), lats.flatten(), transform=ccrs.Geodetic()) plt.title('Visualization of Sentinel-2 MSI Data on Map Background') plt.show(); fh.close() ``` 以上三种方式分别适用于不同类型的遥感应用场合,在实际操作过程中可以根据具体需求选择最合适的工具集进行开发工作。
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值