USDA-GeoProdStudio：遥感影像智能解译与分析系统[V2.0.0]

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版本： 2.0.0

发布日期： 2025.12.01

作者: 包瑞清（Richie Bao）

开发者邮箱： richiebao@outlook.com（申请许可证，请联系作者，使用该邮箱。非免费）

应用下载： 从百度网盘下载，提取码：USDA：6.21GB

示例数据下载： 从百度网盘下载 ：20.9GB

文档： https://coding-x.tech/docs/usda/usda-geoprodstudiodoc/

USDA-GeoProdStudio

🧭 一、总体定位

USDA-GeoProdStudio 是一款集成式 🌍 地理空间数据处理和数据生产平台。

🏗️ 二、系统架构概览 

  主窗口 MainWindow
├── 地图工具 MapTools（Leaflet + JSBridge）
│   ├─ 图层管理 / 绘制 / 截图 / 栅格渲染
│   ├─ Whitebox Tools 调用面板
│   ├─ 数据加载器（Raster / Vector / CSV）
│   └─ 分割采样（SegSampling）
│
├── 数据管理 DataManager
│   ├─ GIS 数据库 (SQLite)
│   └─ 按数据类型浏览器 (Data Type Browser)
│
├── 数据生产 DataProduction
│   ├─ Landsat → 土地覆盖分类 (LC)
│   └─ Landsat → 地表温度反演 (LST)
│
└── 文档 Documentation
    └─ 文档检索

🗺️ 三、地图与工具核心

1️⃣ 地图工具（Map Tools）

  • 底图切换：高德 / OSM / Esri 影像
  • 图层管理浮窗：显隐、顺序、透明度、RGB 调节
  • 绘图 ✏️：点/线/面/矩形/圆 → 导出 GeoJSON
  • 栅格渲染：灰度 / 伪彩 / RGB 合成 + 亮度/对比/饱和 调节
  • 地图截图 📸 与 JS↔Python 双向通讯
  • 可直接调用 Whitebox Tools Dock 与 数据加载器 Dock

2️⃣ 数据加载器（Data Loader）

  • 一键加载 GeoJSON / Shapefile / CSV / GeoTIFF
  • 栅格样式快速切换 🎨 （灰度 / 伪彩 / 透明度）
  • 右键菜单：缩放至图层 📍 / 设为当前 / 移除 ❌
  • 自动重投影到 EPSG 4326 ，防止坐标偏移

3️⃣ Whitebox Tools 面板

  • 内置 > 500 个 地学与遥感算法（坡度、汇流、聚合、滤波、LiDAR 等）
  • 参数表单自动生成 🧮 、日志实时滚动输出
  • 支持搜索 🔍 与分类树导航
  • 输出结果可通过「加载数据」面板回图可视化

4️⃣ 分割采样（SegSampling）

  • 一体化流程：A 输入 → B 特征 → C 分割 → D 区划 → E 采样
  • 多波段影像加载与 RGB/灰度预览 🌈
  • 光谱 / 地形 / 纹理特征自动生成 🧮
  • 多算法分割（SLIC / Felzenszwalb / Quickshift 等）⚙️
  • 分割区块统计与自动字段命名 📊
  • 交互式右键赋类标注 ✏️，自动保存与调色 🎨

🗃️ 四、数据管理中心

🧩 GIS 数据库（Database Manager）

  • 采用 SQLite 存储数据索引与元数据（CRS、范围、波段数、大小等）
  • 自动抓取 raster/vector/csv 信息并去重入库
  • 可编辑表格、关键词查询、批量导入、导出 📦
  • 双击记录 → 即时预览（矢量属性表 / 栅格色阶）

🗂️ 按数据类型检索（Data Type Browser）

  • 自动清点目录生成 inventory.csv
  • 按类型 📑 分组展示 Raster / Vector / CSV / NPZ 等
  • 一键预览 🖼️ 与 属性表 查看，支持 GeoJSON 导出

🛰️ 五、数据生产模块（核心业务）

🌍 Landsat → 土地覆盖 (Land Cover, LC)

  • 输入：多波段 Landsat 影像 + 遥感指数（NDVI/EVI/MNDWI/NDBI 等）
  • 模型：随机森林 (Random Forest) 与 ResNet50 深度分类
  • 输出：地物分类 GeoTIFF ＋ 混淆矩阵 ＋ 统计报告
  • 典型类别：水体 💧 植被 🌿 耕地 🌾 城市 🏙️ 裸地 🏜️。。。

🌡️ Landsat → 地表温度反演 (LST)

  • 自动解析 L2 产品包 (.tar/.tar.gz)
  • NDVI → 发射率 ε 估算 + Fmask 云掩膜 ☁️
  • 异步执行 🧵 + 进度条 + 日志输出
  • 输出 GeoTIFF 温度图（℃ 或 K），支持批处理

⚙️ 六、性能与技术特性

  • 多线程异步执行，避免 UI 阻塞
  • 大文件分批加载 📦 （GeoJSON 分片 800 / 批）
  • 数据路径自动转相对 📁 提升可移植性
  • 图层注册表 + 索引加速 实现 O(1) 渲染切换
  • 支持 GPU 加速 （ResNet50 模块 CUDA 可选）

📚 七、知识库与帮助系统

  • 所有模块配套 .md 文档，集中于 topics/topic_md/
  • 侧边搜索栏 🔍 支持关键字检索与高亮定位
  • 文档支持公式 (LaTeX/MathJax) 与 图片 🖼️ 嵌入
  • 通过“返回欢迎页 🏠”按钮可快速回主视图

🧠 八、设计理念

🌱 模块化：每个面板独立成 Dock，便于扩展与更新。 🛰️ 集成化：数据—算法—可视化一体。 💡 可追溯：工作空间与日志机制保障流程再现。 🧩 开放性：兼容 Whitebox 与自定义 Python 算法。