小试牛刀-基于几何要素分辨insar升降轨道数据

🔍 背景与挑战

在日常遥感数据处理中，我们经常遇到这样的挑战：如何从海量的SAR影像图幅覆盖矢量文件中，快速准确地识别出升降轨道信息？
最近我收到这样一个需求：现有5000多个SAR影像的图幅覆盖矢量文件，但属性信息几乎无用（如下图所示）。如何仅通过图幅的矢量几何信息来区分升降轨道？这确实是个让人头疼的问题！

💡 关键发现：方位角的秘密

仔细观察矢量图幅后，我发现了升降轨道数据的一个关键区别：

从上图可以明显看出，升轨数据和降轨数据在图幅的倾斜方向上存在明显差异。这个发现让问题变得简单了！

🎯 解决方案：基于几何特征的自动化判别

核心思路
提取矩形边框：每个图幅矢量都是一个矩形
识别南北走向的边：找出矩形中代表卫星飞行方向的一边
计算斜率：通过边的斜率判断航向角的正负
自动分类：根据斜率正负自动标记升降轨道

📊 代码逻辑解析

1. 关键步骤说明

步骤1：获取矩形顶点

forpointinrow[1].getPart(0):points.append([point.X,point.Y])

从几何对象中提取所有顶点坐标

步骤2：按X坐标排序

points_sorted_by_x=sorted(points,key=lambdap:p[0])

按X坐标升序排列，最左边的点在前

步骤3：选取最左边的两个点

ifpoints_sorted_by_x[0]==points_sorted_by_x[1]:min_x_point1=points_sorted_by_x[1]min_x_point2=points_sorted_by_x[2]

处理可能的重复顶点（多边形闭合时的首尾相同点）

步骤4：计算斜率并判断

slope=(y2-y1)/(x2-x1)ifslope>0:row[2]="2"# 降轨else:row[2]="1"# 升轨

正斜率 → 线向右上方倾斜 → 降轨

负斜率 → 线向右下方倾斜 → 升轨

2. 数学原理

斜率公式：slope = ΔY / ΔX = (y2 - y1) / (x2 - x1)

地理意义：

当卫星由北向南飞行（降轨）时，轨迹线向右上方倾斜，斜率为正

当卫星由南向北飞行（升轨）时，轨迹线向右下方倾斜，斜率为负

3. 完整脚本

importarcpy...mapdoc=arcpy.mapping.MapDocument("CURRENT")# 获取地图文档...lyr=arcpy.mapping.ListLayers(mapdoc)[0]...cursor=arcpy.da.UpdateCursor(lyr,["OID@","SHAPE@","升降轨"])...forrowincursor:...points=[]...forpointinrow[1].getPart(0):...points.append([point.X,point.Y])...points_sorted_by_x=sorted(points,key=lambdap:p[0])...ifpoints_sorted_by_x[0]==points_sorted_by_x[1]:...min_x_point1=points_sorted_by_x[1]...min_x_point2=points_sorted_by_x[2]...else:...min_x_point1=points_sorted_by_x[0]...min_x_point2=points_sorted_by_x[1]...x1,y1=min_x_point1...x2,y2=min_x_point2...slope=(y2-y1)/(x2-x1)# 计算斜率...ifslope>0:...row[2]="2"...else:...row[2]="1"...cursor.updateRow(row)

🖥️ 效果展示

运行上述脚本后，矢量文件中的"升降轨"字段被自动填充，可以通过符号化显示，直观查看分类效果：：