Python 重采样遥感数据 Pyresample (一)

发布网友发布时间：2024-10-03 18:35

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处理宽幅扫描遥感卫星数据时，如Sentinel-5、Ecostress和Modis等L1级或更低级别的数据，传统的影像重采样工具往往显得力不从心。GDAL虽然提供了将非规则化数据转换为规则化栅格的功能，但面对大规模数据时，其内存和CPU消耗问题令人头疼。在尝试过失败的编程实践后，Pyresample作为解决方案崭露头角。它依托于先进的kd-tree算法和Xarray、Dask等并行计算技术，尤其在应对大规模、非规则遥感数据重采样时表现出色。

Pyresample是一款专为地理空间影像数据重采样设计的Python包，是SatPy库的核心组件，也可独立使用。重采样是将位置数据点转化为目标投影和区域的过程。它支持栅格数据和经纬度采样数据，使用AreaDefinition和SwathDefinition等不同的“geometry”对象进行描述。

Pyresample提供多种重采样算法，如最近邻和双线性插值，采用由pykdtree库支持的快速KDTree算法。它支持numpy数组和numpy掩码数组，以及XArray对象（包括对dask数组的支持），并辅以Cartopy进行数据可视化。从版本1.15开始，Pyresample不再支持Python 2和Python 3.4以下版本。

要使用Pyresample，需要安装pyproj、numpy（版本1.10以上）、pyyaml、configobj和pykdtree（版本1.1.1以上）。为了使用绘图功能，还需安装Cartopy和matplotlib（版本1.0以上）。若需dask和xarray支持，还需额外安装相关库。测试Pyresample时，所有可选包（如rasterio、dask等）需已安装。

安装方法包括pip从PyPI获取、conda通过conda-forge通道安装或直接从源码安装。开发模式安装可通过`pip install -e .`命令进行。Pykdtree的多线程支持可通过环境变量控制，而numexpr会优化处理性能。

在Pyresample中，`pyresample.geometry`模块包含了描述不同地理区域的类，如AreaDefinition（用于均匀间隔像素的区域）和SwathDefinition（处理非均匀像素的区域）。创建AreaDefinition对象时，需要指定投影方法或EPSG代码，而GridDefinition则适合已知像素经纬度值的场景。所有几何定义对象都提供访问像素坐标的方法，如get_lonlats()获取经纬度数据。

总的来说，Pyresample是处理大规模、非规则遥感数据重采样的高效工具，它通过优化算法和并行计算技术，简化了遥感数据分析过程。