发现动态影像并创建 web 地图

动态影像是在线托管的影像,您可以轻松将其添加到工程中以进行探索和分析。 例如,您将在本教程中使用的所有 Landsat 影像都将通过 Amazon Web Services (AWS) 云存储在云端。 这意味着您可以通过您的 Internet 连接动态地访问影像,而不需要将影像下载和存储到本地。 此外,所有视觉渲染和影像计算都将实时按需完成。 换言之,屏幕上显示的所有内容都将从 AWS 上的源 Landsat 资料档案库动态生成,而不需要预先计算和存储单独的影像产品。

要探索 2018 年基拉韦厄火山喷发,您需要在 ArcGIS Living Atlas of the World 中查找合适的影像。 随后,您需要在 ArcGIS Online 中打开一个动态影像图层,然后保存一个带有您所选择的图层的 web 地图。

发现动态影像图层

ArcGIS Living Atlas of the World 是一个来自全球的地理信息的大型集合,其中包括许多动态的影像图层。 您将使用 ArcGIS Living Atlas 网站浏览、过滤和发现即用型动态影像。

  1. 在 web 浏览器中,浏览至 ArcGIS Living Atlas of the World 网站

    在主页上,您将找到一个搜索栏,并可以开始在其中按关键字搜索内容。

    ArcGIS Living Atlas of the World 搜索栏

  2. 在搜索栏中键入 dynamic imagery,然后单击搜索按钮(或按 Enter 键)以开始搜索。

    启动关键字搜索可使您进入浏览模式,从而显示所有匹配的内容项目。 此时,您可以使用各种可用的过滤选项来优化搜索结果。

    在搜索栏中输入的 Dynamic imagery

  3. 对于影像分类过滤器,单击下拉箭头并选中多光谱影像的复选框。

    已选中多光谱影像

    结果将更新为仅显示多光谱影像类别中包含关键字 dynamic imagery 的项目。

  4. 向下滚动结果列表并找到 Multispectral Landsat 影像图层。

    Multispectral Landsat 图层

  5. 阅读项目卡片摘要。
    注:

    我们在本部分中提供发现路径是为了演示 ArcGIS Living Atlas 网站上的一些可用过滤功能。 还有另外一种方法,就是尝试从搜索关键字 LandsatMultispectral Landsat 开始,以观察该操作会对您的发现体验产生什么影响。 与大多数搜索引擎一样,您的关键字越精确,您的发现路径就越短。

查看项目详细信息

当您找到感兴趣的影像图层后,最好查看一下项目详细信息,这有助于确定内容和功能是否符合您的要求。

  1. ArcGIS Living Atlas 搜索结果中,将鼠标悬停在 Multispectral Landsat 项目的缩略图上方,然后单击查看项目详细信息

    Multispectral Landsat 的影像

    您现在需要确定 Multispectral Landsat 图层是否是探索 2018 年基拉韦厄火山喷发的理想候选图层。

  2. 请使用项目描述回答以下问题:
    • 该影像是否涵盖了感兴趣位置,即夏威夷基拉韦厄火山?
    提示:

    请检查地理覆盖范围相关部分。

    • 该影像是否涵盖了感兴趣时间覆盖范围,即 2018 年?
    提示:

    请检查时间覆盖范围相关部分。

    • 是否可以根据影像采集日期来选择单个影像?
    提示:

    请检查影像选择/过滤相关部分。

    • 该影像是否提供了各种用于视觉渲染和分析的光谱波段?
    提示:

    请检查视觉渲染和多光谱波段相关部分。

    根据您所找到的信息,您可以得出结论:Multispectral Landsat 图层非常适合您的用途。 现在,您需要将其添加到在线地图中。

创建 Web 地图

确定目标动态影像图层后,您现在可以在 ArcGIS Online 中将其打开,然后将您的 web 地图保存在您的 ArcGIS Online 帐户中。

  1. Multispectral Landsat 项目详细信息页面中,单击在 Map Viewer Classic 中打开

    在 Map Viewer Classic 中打开

    注:

    根据您的组织和用户设置,您可能已打开 Map ViewerArcGIS Online 将提供两个地图查看器,用于查看、使用和创建地图。 有关可用和使用的地图查看器的详细信息,请参阅此常见问题解答

    本教程将使用 Map Viewer 经典版

  2. 如有必要,在功能区上,单击在 Map Viewer Classic 中打开

    Multispectral Landsat 地图将出现在 Map Viewer 经典版 中。

    Multispectral Landsat 地图

  3. 使用授权用户帐户登录 ArcGIS 组织帐户ArcGIS Enterprise
    注:

    如果您没有组织帐户,请参阅软件访问权限选项

  4. 在功能区上,单击保存并选择另存为

    功能区上的“另存为”

  5. 保存地图窗口中,输入以下内容:
    • 对于标题,键入 Kilauea Eruption Event 2018 并添加您的首字母缩写或姓名(例如 Kilauea Eruption Event 2018)。
    • 对于标签,输入 LandsatKilauea,然后在每个标签后按 Enter 键。
    • 对于摘要,输入 Kilauea Eruption Event 2018 或您所选择的更为详细的摘要。

    “保存地图”窗口

  6. 单击保存地图

到目前为止,在本教程中,您通过 ArcGIS Living Atlas of the World 网站发现了动态影像并将动态影像图层保存到了 web 地图。

接下来,您将继续准备数据,以探索 2018 年基拉韦厄火山喷发。 您将通过应用动态影像图层的一些时间和光谱功能来实现这一目的。


在 ArcGIS Online 中应用动态影像功能

现在,您的 ArcGIS Online 地图中包含单个图层,即 Multispectral Landsat 动态影像图层。 该图层将跨越 40 年间的 Landsat 影像,但默认情况下,它仅显示存档中可用的最新影像。 该图层还将使用默认的光谱波段组合。 您需要凭借动态影像图层的某些时间和光谱功能,从喷发事件发生之前、期间和之后选择单个影像。 您还需要应用不同的光谱波段组合,以便更深入地了解 2018 年基拉韦厄火山喷发。

添加熔岩流范围图层

您需要做的第一件事是建立您的工作区域,从而使您的地图专注于基拉韦厄火山喷发地点。 您将使用一个要素图层来大致描绘此感兴趣区域 (AOI)。

注:

您可以使用已自行创建的图层,但在本教程中,您需要搜索并加载为您准备并托管在 ArcGIS Online 中的图层。

  1. 在您的地图中,单击添加按钮并选择搜索图层

    单击“添加”按钮并选择“搜索图层”。

  2. 在内容搜索窗格中,单击我的内容并选择 ArcGIS Online

    搜索 ArcGIS Online。

  3. 在搜索栏中,输入 Kilauea 2018 lava owner:Learn_ArcGIS,然后按 Enter 键。
  4. 在出现的唯一结果上,单击 Kilauea 2018 Lava Flow Extents 图层名称。

    Kilauea 2018 Lava Flow Extents 图层名称

    图层的项目详细信息窗格随即显示。 您可以在该窗格中阅读到有关图层的更多详细信息,其中包括上次更新时间、要素图层所有者以及图层可能包含内容的描述。

  5. Kilauea 2018 Lava Flow Extents 的详细信息窗格中,单击添加到地图

    向地图添加要素图层

    地图现在将显示新图层,并将自动放大到该新图层的范围。

    已添加到地图的基拉韦厄熔岩流范围

    注:

    地图上显示的影像可能与以上影像略有不同。 新影像会定期(大约每两周一次)添加到 Multispectral Landsat 图层中,您目前看到的是最新的可用影像。

  6. 关闭详细信息窗格,然后在添加图层窗格中,单击返回箭头以返回至地图内容窗格。

    “返回”箭头

    Kilauea 2018 Lava Flow Extents 图层现已在内容窗格中列出。

    aaa

    接下来,您需要保存地图。

  7. 在功能区上,单击保存按钮,并选择保存

选择波段组合

Multispectral Landsat 影像图层中包括多个光谱波段;可按照不同方式对这些波段进行组合,以便更好地可视化影像中的感兴趣要素。 默认情况下,该图层将设置为农业波段组合,这与您的火山爆发探索不是很相关。

您需要将 Multispectral Landsat 图层上的渲染更改为含 DRA 自然色。 此波段组合将成为您开始探索火山喷发的良好基础。

注:

“自然色”波段组合将利用红色、绿色和蓝色波段。 这些波段共同组成了人眼可见光的波段。 组合这三个波段即可近似表示人眼看到的景观外观。

DRA 表示动态范围调整。 当 DRA 开启时,系统将根据当前范围内的像素值(而非图层中的所有像素)来优化每个像素的相对亮度或暗度。

  1. 内容窗格中,将鼠标悬停在 Multispectral Landsat 图层上方,单击更多选项,然后选择影像显示

    影像显示

    影像显示窗格随即出现。

  2. 影像显示对话框中,对于渲染器,单击下拉菜单,然后选择含 DRA 自然色

    设置为“含 DRA 自然色”的渲染器

  3. 单击应用

    将应用含 DRA 自然色渲染。

    “含 DRA 自然色”影像

  4. 影像显示窗格中,单击关闭以返回至地图内容窗格。

选择火山喷发之前、期间和之后的影像

您现在需要选择与您在 2018 年基拉韦厄火山喷发之前、期间和之后的感兴趣日期相对应的影像。 喷发开始于 2018 年 5 月 3 日,并于同年 8 月中旬左右结束。 您将选择的影像如下:

  • 喷发之前 - 3/27/2018
  • 喷发期间 - 7/17/2018
  • 喷发接近结束 - 8/2/2018
  • 喷发结束六个月后 - 2/26/2019

Multispectral Landsat 图层中,有一个默认过滤器可帮助定义默认显示的影像。 您需要先移除该过滤器,以便访问跨越数十年间的 Landsat 影像的完整时间存档。

  1. 指向 Multispectral Landsat 图层并单击过滤器

    “过滤器”按钮

    过滤器:Multispectral Landsat 窗口随即打开。

  2. 单击移除过滤器

    “移除过滤器”按钮

    接下来,您将使用图像过滤器功能为您的第一个日期 3/27/2018 选择影像。

  3. 指向 Multispectral Landsat 图层,单击更多选项,然后选择图像过滤器

    “图像过滤器”菜单选项

    图像过滤器窗格随即显示。

    此工具将根据特定标准列出图层中可用的影像。 默认情况下,所选标准应该是采集日期属性,其中将包含捕获影像的日期。

  4. 图像过滤器窗格中,验证是否已将属性设置为采集日期

    已选择“采集日期”

    该标准为符合您目的的正确标准;但是,过滤器将设置为仅显示几个最近的影像。 您将需要更改时间滑块中的日期范围。

    注:

    图像过滤器功能具有空间感知能力,并且只会返回与当前视图的空间范围相交的影像。

    但首先,本练习不需要用到时间,而且没有时间戳的日期显示更为清晰,因此您需要将其移除。

  5. 单击格式化字段值按钮。

    “图像过滤器”窗格中的“格式化字段值”按钮

  6. 在随即出现的格式化字段值窗口中,取消选中显示时间复选框,然后单击确定

    取消选中“显示时间”选项。

    接下来,您将调整时间滑块范围。

  7. 单击时间滑块以添加控点。 拖动控点以从 2018 年 1 月或 2 月跨度到现在。
    注:

    您将从 2018 年初开始,以确保您能够看到感兴趣的 3 月日期。

    日期范围是从 2018 年到现在

    现在图像结果列表将从 2018 年 1 月 或 2 月开始。

  8. 图像过滤器结果下方,滚动并找到采集日期等于 3/27/2018 的两个图像。

    3 月 27 日的图像

    当您指向列表中的某个项目时,您将看到以半透明黄色调表示的该图像范围的预览。 您可以看到第一张图像(ID 以 LC08_L1TP_062046 开头)和第二张图像(ID 以 LC08_L1TP_062047 开头)均未完全覆盖感兴趣区域。

    以半透明黄色调表示的两个图像的范围。

    提示:

    要使黄色范围消失,仅需从图像列表中移开即可。

    您将选择第二个影像。

  9. 通过选中复选框来选择 3/27/2018 的第二个影像(ID 以 LC08_L1TP_062047 开头)。 单击下方的添加为新图层按钮。

    选择图像并将其添加为新图层。

    地图上会出现一条简短的弹出窗口消息,指示系统已使用所选图像创建了一个图层。

  10. 取消选中已选择的 3/27/2018 图像

    取消选中的图像

    片刻之后,列表将重新出现,但未选择任何图像。 现在,您将按照相同的方法为另外三个日期选择图像。

    注:

    将每个图像作为图层添加至地图之后,请务必取消选择每个图像。 在图像过滤器结果下,应显示已选择 0 个图像。

    “图像过滤器结果”窗口显示已选择 0 个图像。

  11. 对于以下每个日期,在列表中查找相应图像,确定完全覆盖感兴趣区域的图像,选择该图像,单击添加为新图层,然后取消选择该图像。

    • 7/17/2018
    • 8/2/2018
    • 2/26/2019

  12. 完成添加所有 4 个图像后,请单击完成以返回到内容窗格。

    该影像图层随即出现在内容窗格中。

    影像图层已添加至“内容”窗格。

    提示:

    如果您意外添加了其他图层或错误的图层,您可以将鼠标悬停在该图层上方,单击更多选项,然后选择移除

    “移除”菜单选项

    接下来,您将使用更具描述性的名称对 4 个图层进行重命名。

  13. 指向 2/26/2019 图层,单击更多选项并选择重命名

    “重命名图层”选项

  14. 在出现的重命名窗口中,将现有文本替换为 Landsat Natural Color (2/26/2019),然后单击确定

    重命名图层。

  15. 同样,重命名您已从过滤器添加的其他 3 个影像图层,同时保留其不同的采集日期。

    重命名的图层

  16. 保存地图。

    您已经创建了与四个相关日期相对应的图层。 所有这些图层都将被设置为“自然色”波段组合。 接下来,您需要对其进行观察。

探索火山喷发的自然色影像

现在,您需要观察将显示您在火山喷发之前、期间和之后的感兴趣区域的影像。

  1. 内容窗格中,关闭除 Landsat Natural Color (3/27/2018) 之外的所有图层。

    关闭除 Landsat Natural Color (3/27/2018) 之外的所有图层

    在地图上,图像随即进行更新。

    仅查看 Landsat Natural Color (3/27/2018) 图像。

    火山喷发前捕获的影像显示了尚未受到干扰的景观。 您可以区分出岛上的植被、一些建成区、原始火山范围(棕色)、海岸和海洋。 在该范围的顶部可以看到一些小型云。

    注:

    由于这些云十分明亮,DRA 可以将其余的景观调整为较暗的颜色。 较快捷的解决方案是向南平移一点,这样大部分的云都将位于范围之外。 DRA 将立即调整亮度,从而更清晰地显示岛屿上的各个要素。

    完成对图层的观察后,单击地图上的默认范围按钮(主页按钮)以返回到原始范围。

  2. 打开下一个图层 Landsat Natural Color (7/17/2018)

    在这一天,火山处于全面喷发状态,且影像大多显示出了一层厚厚的烟雾。

    Landsat Natural Color (7/17/2018) 图层

  3. 打开 Landsat Natural Color (8/2/2018) 图层。

    几周后的影像显示火山喷发正在消退。 烟雾仍然存在,但已经可以看到一些陆地。

    Landsat Natural Color (8/2/2018) 图像

  4. 打开 Landsat Natural Color (2/26/2019) 图层。

    火山喷发结束六个月后,您可以再次清晰地看到陆地和海洋。 可以看到熔岩流(现已冷却)已变为棕色。

    熔岩流地图

  5. 关闭除了第一个图层和最后一个图层(Landsat Natural Color (3/27/2018)Landsat Natural Color (2/26/2019))之外的所有图层。
  6. 可通过打开和关闭 Landsat Natural Color (2/26/2019) 在这两个图层之间切换。

    请注意喷发前后的各项差异,其中包括因火山熔岩而扩大的海岸线。

    虽然自然色波段组合是第一次探索此影像的一个不错的选择,但存在于某些影像上的浓烟将使您很难看到任何细节。 为了获得更深入的了解,您需要为两个充满烟雾的影像创建补充性图层,并使用不同的波段组合对其进行设置。

创建能够穿透烟雾的 SWIR 图层

您需要为显示活动喷发的两个 Landsat 自然色图层创建副本,并将其设置为短波红外 (SWIR) 波段组合。 这种波段组合具有能够穿透烟雾的属性,可以让您更好地看到浓烟下方的地面上正在发生的情况。

注:

此 Landsat 影像包含了两个 SWIR 光谱波段(SWIR 1 和 SWIR 2),可用于测量土壤和植被的相对湿度变化和区分不同的地质岩石构造,并且能够穿透烟雾和薄云。 短波红外波段组合将结合三个波段:SWIR 2、SWIR 1 和红色波段。

首先,您需要复制 Landsat Natural Color (7/17/2018)Landsat Natural Color (8/2/2018) 图层,然后对其进行重命名。

  1. 指向 Landsat Natural Color (7/17/2018) 图层,单击更多选项,然后选择复制

    创建副本

    系统随即向内容窗格添加名为 Landsat Natural Color (7/17/2018) – copy 的图层副本。

  2. 指向 Landsat Natural Color (7/17/2018) – copy 图层,单击更多选项,然后选择重命名
  3. 将该图层重命名为 Landsat SWIR (7/17/2018),然后单击确定
  4. 同样,创建 Landsat Natural Color (8/2/2018) 的副本并将其重命名为 Landsat SWIR (8/2/2018)

    对于每个 SWIR 图层,您现在需要将渲染更改为含 DRA 短波红外

  5. 指向 Landsat SWIR (7/17/2018),单击更多选项,然后选择影像显示
  6. 影像显示窗格中,对于渲染器,选择含 DRA 短波红外

    已选择“含 DRA 短波红外”

  7. 单击应用,然后单击关闭以返回至地图内容窗格。
  8. 同样,将 Landsat SWIR (8/2/2018) 的渲染更改为含 DRA 短波红外

    您需要对图层进行重新排序,以便更加轻松地比较 SWIR 和自然色图层。

  9. 指向 Landsat SWIR (7/17/2018) 图层,单击图层名称左侧的三个点,向下拖动图层,并将其放置在 Landsat Natural Color (7/17/2018) 上方。

    向下拖动 Landsat SWIR (7/17/2018)。

  10. 同样,将 Landsat SWIR (8/2/2018) 移至 Landsat Natural Color (8/2/2018) 上方。

    您的图层应类似于以下示例图像中的顺序排列。

    重新排序的图层

  11. 保存地图。

    您现在需要比较 SWIR自然色图层。

  12. 7/17/2018 关闭除 SWIR自然色图层以外的所有图层。
  13. 打开并关闭 SWIR 图层以比较两个图层,并观察它们有何不同。

    SWIR 波段可让您透过烟雾看到下方活动的熔岩流。

    SWIR 波段影像将显示烟雾下方的熔岩流。

  14. 关闭 Landsat Natural Color (7/17/2018) 图层并打开 Landsat SWIR (8/2/2018) 图层。 请在两个 SWIR 图层之间切换并观察它们的不同之处。

    在 8 月的影像中,您可以看到喷发活动正逐渐放缓。

    8 月 SWIR 图像显示了火山活动少于 7 月。

  15. 您可以选择花更多的时间来探索不同的图层。

您在 ArcGIS Online 中学习了有关动态影像图层的一些重要的时间和光谱功能。 您使用时间过滤功能从喷发事件之前、期间和之后选择了一些单个影像,并将这些影像作为新图层添加到地图中。 您还对图层应用了不同的影像渲染。 然后,您探索了影像之间的差异,甚至透过烟雾观察了活动的熔岩流。 接下来,您需要将准备好的数据添加到 ArcGIS Pro,这是一款带有扩展可视化和分析工具的桌面应用程序。


在 ArcGIS Pro 中探索动态影像

您现在已经准备好将动态影像图层导入 ArcGIS Pro。 这样,您将能够应用进一步的可视化和高级分析技术。

在 ArcGIS Pro 中打开 web 地图

在本部分中,您将启动 ArcGIS Pro 并通过打开之前保存的 web 地图来创建新地图。

  1. 启动 ArcGIS Pro。 如果收到系统提示,请使用您获得许可的 ArcGIS 组织帐户登录。
    注:

    如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织帐户,请参阅软件访问权限选项

  2. 单击从没有模板的情况入手

    从没有模板的情况入手

  3. 视图选项卡的窗口组中,单击目录窗格

    目录窗格

  4. 目录窗格中,单击门户选项卡。 如有必要,可使用搜索栏并找到您的 Kilauea Eruption Event 2018 web 地图。 右键单击您的地图,然后单击添加并打开

    添加并打开

    ArcGIS Pro 中创建和加载地图可能需要几分钟的时间。

    注:

    当您在 ArcGIS Pro 中打开现有的 web 地图时,web 地图中的内容和设置已导入到 ArcGIS Pro 中,且在 ArcGIS Pro 中创建的地图与原始 web 地图之间没有动态链接。 这意味着在 ArcGIS Pro 中所做的更改不会反映在原始 web 地图中,并且原始 web 地图中的更改将不会动态反映在 ArcGIS Pro 地图中。 要查看保存到 web 地图的任何更改,您需要再次在 ArcGIS Pro 中打开 web 地图,从而在 ArcGIS Pro 中生成新地图。

    内容窗格中,您将看到您之前定义并保存在 web 地图中的每个图层。

  5. 内容窗格中,对于每个影像图层,单击每个图层左侧的箭头以折叠波段标识,从而使列表变得更加紧凑。
    注:

    Ctrl 键并折叠一个图层即可折叠所有图层。

    折叠 Landsat 影像图层

    您还需要注意位于地图视图顶部的时间动画栏。

    动画栏

  6. 指向动画栏并通过单击该栏顶部的折叠按钮将其最小化。

    时间滑块上的“折叠”按钮

    现在,您需要将 ArcGIS Pro 会话保存为一个新工程。

  7. 快速访问工具栏上单击保存按钮。

    快速访问工具栏上的“保存”按钮

  8. 将工程另存为窗口中,浏览到您选择的位置(例如文档文件夹)。 对于名称,输入 Kilauea 2018 并单击保存
    注:

    作为本教程端到端工作流的一部分,本部分演示了如何通过 web 地图向 ArcGIS Pro 添加动态影像内容。 但是,并非总是需要通过创建 Web 地图来使用在线内容。 也可将您在 web 地图中使用的相同动态 Multispectral Landsat 影像图层直接从 ArcGIS Living Atlas 加载到 ArcGIS Pro。 要访问所有 ArcGIS Living Atlas 内容,请转至目录窗格,单击门户,然后单击 Living Atlas

使用“卷帘”工具

ArcGIS Pro 具有卷帘功能,从而可以方便地对两个图层进行细节比较。 您需要使用此工具直观地探索两个影像之间的差异。

  1. 内容窗格中,关闭除 Landsat SWIR (7/17/2018)Landsat Natural Color (7/17/2018) 图层之外的所有图层。 单击 Landsat SWIR (7/17/2018) 以将其选中。

    已选择“Landsat SWIR 7/17/2018”

  2. 在功能区影像服务图层选项卡的比较组中,单击卷帘

    卷帘工具

  3. 在地图上从上到下拖动鼠标指针,以显示 Landsat SWIR (7/17/2018) 图层下方的 Landsat Natural Color (7/17/2018) 图层。

    彩色和黑白图层之间的卷帘工具

    提示:

    您也可以从左向右应用卷帘。

    卷帘模式下,如果按住 Shift 键,则可以在单击地图时在两个图层之间进行切换。

  4. 打开两个 8/2/2018 Landsat 图层并选择 Landsat SWIR (8/2/2018) 图层。 可以使用卷帘工具对其进行比较。

    卷帘需要至少打开两个图层并选择顶部图层。

  5. 在功能区地图选项卡的导航组中,单击浏览以退出卷帘工具。

    已选择“浏览”工具

  6. Ctrl+S 以保存您的工程。

    您将 web 地图添加到了 ArcGIS Pro,保留了您之前配置的动态影像设置,并探索了一些可视化工具。 您的图层现已准备好执行 ArcGIS Pro 支持的许多可能的影像分析工作流。

在本教程中,您发现了 ArcGIS Living Atlas 中的动态影像图层、根据采集日期选择了影像,并选择了波段组合渲染。 您在 ArcGIS Online 中创建了图层,并将这些图层导入了 ArcGIS Pro 以进行进一步的操作和分析。

您可以在“影像和遥感简介”网站上找到许多此类影像分析工作流。