二值化思想制作掩膜

1. 需求分析

2. 思路分析

3. 分解步骤

4. 扩展分析

需求分析：
我们手上有一张自带坐标系的TIFF格式图片，如下图（此图是通过arcgis符号系统修改背景后显示效果，原图为白色背景）。当我们想提取图上条带状河道数据时，如果手里有掩膜数据的话（线/面），可直接通过ArcGIS工具，按掩膜提取即可。但在我们学习工作中，我们所拿到的只是单纯的图像数据而没有掩膜数据，在这里将介绍如何提取所需要的图像信息。

图1. 原始影像图和Arcgis工具位置图
思路分析：
由上图不难看出，我们想要的数据是去除周边背景后所留下的数据，看到这里你需要了解下二值化的一些基本概念。这里用到的方法思路主要是利用二值化理念去除背景，后生成掩膜，并通过掩膜数据对原始数据掩膜提取而得到我们想要的数据。
分解步骤：
（1）利用识别工具识别背景的像素值，根据据像素值来设定二值化像素的分段点，实验所用的数据背景色像素值为255，故将254像素值作为中断值，利用栅格重分类工具对栅格数据进行重分类，得到二值化后的数据，如下图；

（2）由上图看出，新生成的栅格图像主要分为了两种颜色，此时图像的像素值分为1，2两种，你可能会想到，如果我再把他分为1类就得到想要的数据了。没错，接下来我们利用二值化思想再一次进行栅格重分类即可得到图上条带状数据，如下图，我们得到了像素值只为1的栅格影像。看到这里你可能会感慨：哦~这就是常见的栅格数据掩膜！是的这是我们常见的掩膜数据，利用”按掩膜提取”工具对影像裁剪即可得到中间条带带状图像。

图3. 第二次重分类二值化后栅格图
图4. 生成的polygon数据
扩展分析：
有时我们想生成掩膜数据的矢量数据（shp）去做一些其他的分析，arcgis工具提供了多种工具转换：如3D分析工具中栅格范围（转为线或面）、转换工具中的栅格转面（是否简化面）等等方法可以生成线数据和面数据。因为对数据需求不同，本人利用部分工具生成了线数据和面数据，发现了又数据存在一定程度差异，如下图所示：
图5. 不同工具下的shp数据对比图
左图为”转换工具—由栅格转出—栅格转面”工具生成的矢量数据，shp边界与原始栅格影像基本完全重合；又图为”3D分析—转换—由栅格转出—栅格范围”生成的shp，可以看出边界的生成时将边缘栅格像元的中心点作为拾取点，走势与栅格走势相同。这里只是举了个别的差异对比，像关于面polygon、线line数据的差异大家可以自己去尝试尝试。

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