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升尺度(Upscaling)、降尺度(Downscaling)可能是发端于气候研究的一个概念,后来逐渐地应用到地理与生态等地表科学领域。
升尺度转换就是从小尺度到大尺度,即由点位到小区域再到大区域,空间分辨率降低,转换后数据趋于同质且信息量低,关键信息保留少,其作用是常为反演产品提供真实性检验的理论和技术支持;降尺度转换从大尺度到小尺度,即从大区域到小区域到局部点位,空间分辨率升高,信息量变丰富,其作用是借助额外数据源产生信息更为丰富的数据产品。总体而言,升尺度转换更具有实际意义,且相对于降尺度转换难度更小。
因为后起的科学名词——比尺(比例尺)直接沿用scale,致使scale的含义变得有点扑朔迷离。因为当初我也被比例尺相关用法所困。初学《测量学与地图学》时,“‘大比例尺’表示小范围、‘小比例尺’表示“大范围””与我们生活中的“长尺量桌子、短尺量本子”的范围感倒了个个。对于已经习惯比例尺说法的地理类人士(所谓升尺度、降尺度是气候领域引用,测绘人士似乎并不理会)来说,要将颠倒的历史重新颠倒过来,确实又要换一次脑筋。
"scale"的一般含义中既包括“刻度”、又包括“范围”,后来又延伸到“比例尺”,这就埋下了混淆的种子。就传统含义看,“刻度”是“单位长度”、“范围”是“总长”,“大尺”量“大范围”自在情理之中。但是,后起的“‘大比例尺’量(或曰‘控制’)小范围”就播下了不和谐的种子。
可以借助“分辨率金字塔”理解,“升”字终于浮出水面,“升尺度”之“升”的奥妙全在于此:英文的“scale”的本义就是“梯子”,“升梯”肯定是向高处攀登,“降尺度”自然是降下梯子。落到地学领域,“升梯”又作了一次转换,将纵向的距离延长转化为水平方向的距离延长。具体而言,就可由所谓的区域延展至全球范围了,探讨各类地表模型尺度转换、升降的文献不一而足。
不过,需要注意的是,谈到“分辨率金字塔”时,要避免与图像升采样和降采样混淆。如下图【(金字塔)多分辨率表达——降采样】图像金字塔化一般包括两个步骤:1)使用低通滤波器平滑图像;2)对图像进行降采样(通常是水平,竖直方向1/2),从而得到一系列尺寸缩小的图像。对于二维图像,每一层图像由上一层分辨率的长、宽各一半,也就是四分之一的像素组成。
图 金字塔分解的层数为2
【参考】
“升尺度、降尺度”宜改为“尺度粗化、尺度细化“- 一答小文博友
万昌君,吴小丹,林兴稳.遥感数据时空尺度对地理要素时空变化分析的影响[J].遥感学报,2019,23(06):1064-1077.
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