基于Python的矿山遥感监测系统开发方法

目前，很多学者都是从宏观上讨论遥感和GIS一体化集成的可能性及集成的方法，但这些研究在GIS和RS方向只是对Python集成研究的思路或某一功能的介绍，并没有一个基于Python开发的集成GIS与RS功能的应用系统。本文从矿山遥感监测需求出发，分析矿山遥感监测中需要集成的GIS和RS功能，介绍实用性极强的矿山遥感监测系统。

１系统开发方法选择

目前，进行系统开发可以选择独立开发或二次开发，一般独立开发方法周期长、经费高、对开发语言水平要求较高，而二次开发方法具有周期短、成本低、实现速度快的优势。所以本系统选择基于ArcGIS和ENVI／IDL的集成二次开发。ArcGIS和ENVI／IDL的集成开发方法较多，其中主要有以下几种方法。

１）ENVI／IDL和ArcGISEngine组件库组合的开发方法。

２）ENVI／IDL和ArcGISServer一体化组合的开发方法。

３）基于Python的ENVI／IDL和ArcGIS桌面定制的开发方法。

第一种方法在开发时，用第三方语言调用ENVI的图像处理功能则是开发的难点，需要一定编程语言和二次开发基础；第二种方法主要是将图像处理功能集成在服务端，客户端对数据进行显示和输出，但是这种方法在一定程度上会受到网络速度的限制，无法实现大数据量的遥感图像的实时传输和显示；第三种方法利用Python语言将ENVI／IDL和ArcGIS链接起来，方法简单、易实现。所以通过以上的分析对比，笔者采用第三种方法。

２系统开发具体步骤

系统基于ArcGIS进行二次开发，需要的ArcGIS功能可以直接调用。图像处理功能则需要调用ENVI中的功能，即需要将ENVI的图像处理功能嵌入到ArcGIS中。

系统开发的详细步骤如下：

1）编写系统中需要的遥感图像处理功能。

在ENVI／IDL中编写IDL程序，将其编译成．sav文件供Python脚本调用。具体方法如下：打开IDL，设置工程名和保存路径，在工程文件中编写需要实现的图像处理功能程序，生成.pro文件并编译成．sav文件供下一步Python调用。

２）编写Python脚本文件，实现在ArcGIS中调用ENVI／IDL功能。

编写Python脚本，Python脚本可以嵌入到ArcGIS中，同时Python脚本又可以通过envipy模块运行编写好的.sav文件，并获得用户从交互界面中输入的参数，将其传递给IDL程序，从而实现在ArcGIS下运行相应的图像处理功能。

３）在ArcGIS中构建遥感图像处理功能的交互界面。

为了将编写完成的Python脚本嵌入到ArcGIS中，为实现在ArcGIS下可以直接使用图像处理功能，需要创建交互界面。交互界面创建步骤如下：在Catalog中指定或者新建一个文件夹并添加NEW-toolbox，然后在该工具箱中添加一个新的脚本，将写好的*.py文件和脚本关联。最后，设置ENVI功能程序中的参数完成交互界面的创建。当运行脚本时，就会弹出输入参数的界面，可以根据自己的情况输入所需要的参数。

４）编写系统主界面功能菜单。

通过以上方法，实现遥感图像处理功能的载入，为便于用户使用，需要建立矿山遥感监测系统的主界面菜单。基于ArcGIS10.1的平台上可以用PythonAdd-in做个加载项插入到ArcGIS for Desktop应用程序中来完成系统菜单的定制。

常用的ArcGIS二次开发语言有Python，VBA，VB，.net等。其中，Python作为一种简单而且功能强大的开放性编程语言备受瞩目，它具有简单易学、不受局限、可以跨平台使用等诸多优点，因此ArcGIS9.0以上版本开始引入Python语言，更重要的是Python模块可以把基于IDL开发的功能集成到ArcGIS中，为ArcGIS和ENVI的一体化集成提供至关重要的技术支持。因此，基于Python模块进行集成研究也是近几年的研究热点。