GDAL开发手册--基础API的介绍和一些入门.doc-资料库

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第一部分：GDAL DEVELOPER GUIDE 翻译：柴树杉(chaishushan@gmail.com) 原文：http://www.gdal.org/gdal_tutorial.html 1. GDAL API 入门 1.1. 打开文件在打开 GDAL 所支持的光栅数据之前需要注册驱动。这里的驱动是针对 GDAL 支持的所有数据格式。通常可以通过调用 GDALAllRegister() 函数来注册所有已知的驱动，同时也包含那些用 GDALDriverManager::AutoLoadDrivers() 从.so 文件中自动装载驱动。如果程序需要对某些驱动做限制，可以参考 gdalallregister.cpp 代码。当驱动被注册之后，我们就可以用 GDALOpen() 函数来打开一个数据集。打开的方式可以是 GA_ReadOnly 或者 GA_Update。 In C++: #include "gdal_priv.h" int main() { GDALDataset *poDataset; GDALAllRegister(); poDataset = (GDALDataset *) GDALOpen( pszFilename, GA_ReadOnly ); if( poDataset == NULL ) { ...; } In C: #include "gdal.h" int main() { GDALDatasetH hDataset;

GDALAllRegister(); hDataset = GDALOpen( pszFilename, GA_ReadOnly ); if( hDataset == NULL ) { ...; } In Python: import gdal from gdalconst import * dataset = gdal.Open( filename, GA_ReadOnly ) if dataset is None: ... 如果 GDALOpen() 函数返回 NULL 则表示打开失败，同时 CPLError() 函数产生相应的错误信息。如果您需要对错误进行处理可以参考 CPLError() 相关文档。通常情况下，所有的 GDAL 函数都通过 CPLError()报告错误。另外需要注意的是 pszFilename 并不一定对应一个实际的文件名（当然也可以就是一个文件名）。它的具体解释由相应的驱动程序负责。它可能是一个 URL，或者是文件名以后后面带有许多用于控制打开方式的参数。通常建议，不要在打开文件的选择对话框中对文件的类型做太多的限制。 1.2. 获取 Dataset 信息如果 GDAL 数据模型一节所描述的，一个 GDALDataset 包含了光栅数据的一系列的波段信息。同时它还包含元数据、一个坐标系统、投影类型、光栅的大小以及其他许多信息。 adfGeoTransform[0] /* 左上角 x */ adfGeoTransform[1] /* 东西方向一个像素对应的距离 */ adfGeoTransform[2] /* 旋转, 0 表示上面为北方 */ adfGeoTransform[3] /* 左上角 y */ adfGeoTransform[4] /* 旋转, 0 表示上面为北方 */ adfGeoTransform[5] /* 南北方向一个像素对应的距离 */ 如果需要输出 dataset 的基本信息，可以这样： In C++: double adfGeoTransform[6]; printf( "Driver: %s/%s\n",

poDataset->GetDriver()->GetDescription(), poDataset->GetDriver()->GetMetadataItem( GDAL_DMD_LONGNAME ) ); printf( "Size is %dx%dx%d\n", poDataset->GetRasterXSize(), poDataset->GetRasterYSize(), poDataset->GetRasterCount() ); if( poDataset->GetProjectionRef() != NULL ) printf( "Projection is `%s'\n", poDataset->GetProjectionRef() ); if( poDataset->GetGeoTransform( adfGeoTransform ) == CE_None ) { printf( "Origin = (%.6f,%.6f)\n", adfGeoTransform[0], adfGeoTransform[3] ); printf( "Pixel Size = (%.6f,%.6f)\n", adfGeoTransform[1], adfGeoTransform[5] ); } In C: GDALDriverH double hDriver; adfGeoTransform[6]; hDriver = GDALGetDatasetDriver( hDataset ); printf( "Driver: %s/%s\n", GDALGetDriverShortName( hDriver ), GDALGetDriverLongName( hDriver ) ); printf( "Size is %dx%dx%d\n", GDALGetRasterXSize( hDataset ), GDALGetRasterYSize( hDataset ), GDALGetRasterCount( hDataset ) ); if( GDALGetProjectionRef( hDataset ) != NULL ) printf( "Projection is `%s'\n", GDALGetProjectionRef( hDataset ) ); if( GDALGetGeoTransform( hDataset, adfGeoTransform ) == CE_None ) { printf( "Origin = (%.6f,%.6f)\n", adfGeoTransform[0], adfGeoTransform[3] );

printf( "Pixel Size = (%.6f,%.6f)\n", adfGeoTransform[1], adfGeoTransform[5] ); } In Python: print 'Driver: ', dataset.GetDriver().ShortName,'/', \ dataset.GetDriver().LongName print 'Size is ',dataset.RasterXSize,'x',dataset.RasterYSize, \ 'x',dataset.RasterCount print 'Projection is ',dataset.GetProjection() geotransform = dataset.GetGeoTransform() if not geotransform is None: print 'Origin = (',geotransform[0], ',',geotransform[3],')' print 'Pixel Size = (',geotransform[1], ',',geotransform[5],')' 1.3. 获取一个光栅波段现在，我们可以通过 GDAL 获取光栅的一个波段。同样每个波段含有元数据、块大小、颜色表以前其他一些信息。下面的代码从 dataset 获取一个 GDALRasterBand 对象，并且显示它的一些信息。 In C++: GDALRasterBand int int double *poBand; nBlockXSize, nBlockYSize; bGotMin, bGotMax; adfMinMax[2]; poBand = poDataset->GetRasterBand( 1 ); poBand->GetBlockSize( &nBlockXSize, &nBlockYSize ); printf( "Block=%dx%d Type=%s, ColorInterp=%s\n", nBlockXSize, nBlockYSize, GDALGetDataTypeName(poBand->GetRasterDataType()), GDALGetColorInterpretationName( poBand->GetColorInterpretation()) ); adfMinMax[0] = poBand->GetMinimum( &bGotMin ); adfMinMax[1] = poBand->GetMaximum( &bGotMax ); if( ! (bGotMin && bGotMax) ) GDALComputeRasterMinMax((GDALRasterBandH)poBand, TRUE, adfMinMax);

printf( "Min=%.3fd, Max=%.3f\n", adfMinMax[0], adfMinMax[1] ); if( poBand->GetOverviewCount() > 0 ) printf( "Band has %d overviews.\n", poBand->GetOverviewCount() ); if( poBand->GetColorTable() != NULL ) printf( "Band has a color table with %d entries.\n", poBand->GetColorTable()->GetColorEntryCount() ); In C: GDALRasterBandH hBand; int int double nBlockXSize, nBlockYSize; bGotMin, bGotMax; adfMinMax[2]; hBand = GDALGetRasterBand( hDataset, 1 ); GDALGetBlockSize( hBand, &nBlockXSize, &nBlockYSize ); printf( "Block=%dx%d Type=%s, ColorInterp=%s\n", nBlockXSize, nBlockYSize, GDALGetDataTypeName(GDALGetRasterDataType(hBand)), GDALGetColorInterpretationName( GDALGetRasterColorInterpretation(hBand)) ); adfMinMax[0] = GDALGetRasterMinimum( hBand, &bGotMin ); adfMinMax[1] = GDALGetRasterMaximum( hBand, &bGotMax ); if( ! (bGotMin && bGotMax) ) GDALComputeRasterMinMax( hBand, TRUE, adfMinMax ); printf( "Min=%.3fd, Max=%.3f\n", adfMinMax[0], adfMinMax[1] ); if( GDALGetOverviewCount(hBand) > 0 ) printf( "Band has %d overviews.\n", GDALGetOverviewCount(hBand)); if( GDALGetRasterColorTable( hBand ) != NULL ) printf( "Band has a color table with %d entries.\n", GDALGetColorEntryCount( GDALGetRasterColorTable( hBand ) ) ); In Python: band = dataset.GetRasterBand(1)

print 'Band Type=',gdal.GetDataTypeName(band.DataType) min = band.GetMinimum() max = band.GetMaximum() if min is not None and max is not None: (min,max) = ComputeRasterMinMax(1) print 'Min=%.3f, Max=%.3f' % (min,max) if band.GetOverviewCount() > 0: print 'Band has ', band.GetOverviewCount(), ' overviews.' if not band.GetRasterColorTable() is None: print 'Band has a color table with ', \ band.GetRasterColorTable().GetCount(), ' entries.' 1.4. 读光栅数据 GDAL 有几种读光栅数据的方法，但是 GDALRasterBand::RasterIO()是最常用的一种。该函数可以自动转换数据类型、采样以及裁剪。下面的代码读光栅的第 1 行数据，同时转换为 float 保存到缓冲。 In C++: In C: float *pafScanline; int nXSize = poBand->GetXSize(); pafScanline = (float *) CPLMalloc(sizeof(float)*nXSize); poBand->RasterIO( GF_Read, 0, 0, nXSize, 1, pafScanline, nXSize, 1, GDT_Float32, 0, 0 ); float *pafScanline; int nXSize = GDALGetRasterBandXSize( hBand ); pafScanline = (float *) CPLMalloc(sizeof(float)*nXSize); GDALRasterIO( hBand, GF_Read, 0, 0, nXSize, 1, pafScanline, nXSize, 1, GDT_Float32, 0, 0 ); In Python:

scanline = band.ReadRaster( 0, 0, band.XSize, 1, \ band.XSize, 1, GDT_Float32 ) 返回的是一个 string，包含了 xsize*4 大小的二进制数据，是 float 类型指针。可以使用 python 的 struct 模块转换为 python 数据类型： import struct tuple_of_floats = struct.unpack('f' * b2.XSize, scanline) RasterIO 函数的完整说明如下： CPLErr GDALRasterBand::RasterIO( GDALRWFlag eRWFlag, nYSize, nBufYSize, int nXOff, int nYOff, int nXSize, int void * pData, int nBufXSize, int GDALDataType eBufType, int nPixelSpace, int nLineSpace ) RasterIO()可以通过指定 eRWFlag 参数来确定是读/写数据（GF_Read 或 GF_Write）。参数 nXOff/nYOff/nXSize/nYSize 描述了要读的影象范围（或者是写）。同时它也可以自动处理边界等特殊情况。参数 pData 指定读/写对应的缓冲。缓冲的类型必须是 eBufType 中定义的，例如 GDT_Float32、GDT_Byte 等。RasterIO ()会自动转换缓冲和波段的类型，使它们一致。当数据向下转换时，或者是数据超出转换后的数据类型可以表示的范围时，将会用最接近的数据来代替。例如一个 16 位的整数被转换为 GDT_Byte 时，所有大于 255 的值都会用 255 代替（数据并不会被缩放）。参数 nBufXSize 和 nBufYSize 描述了缓冲的大小。当时读写是是全部数据时，该值和影象的大小相同。当需要对影象抽样的时候，缓冲也可以比真实的影象小。因此，利用 RasterIO()实现预览功能是很方便的。参数 nPixelSpace 和 nLineSpace 通常被设置为 0。当然，也可以使用他们来控制内存中的数据。关闭 Dataset 需要强调的一点是：GDALRasterBand 对象属于相应的 dataset，用户不能私自 delete 任何 GDALRasterBand 对象。GDALDataset 可以用 GDALClose()关闭数据，或者是直接 delete GDALDataset 对象。关闭 GDALDataset 的时候会进行相关的清除操作和刷新一些写操作。 1.5. 创建文件的技巧

如果相应格式的驱动支持写操作的话，则可以创建文件。GDAL 有两函数可以创建文件： CreateCopy()和 Create()。 CreateCopy()函数直接从参数给定的数据集复制数据。 Create()函数则需要用户明确地写入各种数据（元数据、光栅数据等）。所有支持创建的格式驱动都支持 CreateCopy()函数，但是并不一定支持 Create()函数。为了确定数据格式是否支持 Create 或 CreateCopy，可以检查驱动对象中的 DCAP_CREATE 和 DCAP_CREATECOPY 元数据。在使用 GetDriverByName()函数之前确保 GDALAllRegister() 已经被调用过。 In C++: #include "cpl_string.h" ... const char *pszFormat = "GTiff"; GDALDriver *poDriver; char **papszMetadata; poDriver = GetGDALDriverManager()->GetDriverByName(pszFormat); if( poDriver == NULL ) exit( 1 ); papszMetadata = poDriver->GetMetadata(); if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATE, FALSE ) ) printf( "Driver %s supports Create() method.\n", pszFormat ); if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATECOPY, FALSE ) ) printf( "Driver %s supports CreateCopy() method.\n", pszFormat ); In C: #include "cpl_string.h" ... const char *pszFormat = "GTiff"; GDALDriver hDriver = GDALGetDriverByName( pszFormat ); char **papszMetadata; if( hDriver == NULL ) exit( 1 ); papszMetadata = GDALGetMetadata( hDriver, NULL ); if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATE, FALSE ) ) printf( "Driver %s supports Create() method.\n", pszFormat ); if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATECOPY, FALSE ) )

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