Просмотр кода страницы Примеры использования инструментов GDAL

{{Статья|Опубликована|gdal-examples}}
{{Аннотация|Перечь примеров для справки}}

[http://www.gdal.org/index.html GDAL/OGR] - библиотека для работы с географическими форматами данных. GDAL представляет собой набор утилит для обработки растровых данных, в то время, как OGR предназначена для работы с векторными форматами. В статье рассматриваются некоторые практические примеры применения утилит этой библиотеки для работы с растровыми данными.

С библиотекой gdal так же поставляется утилита ogr2ogr, предназначенная для конвертации векторных данных. Примеры использования этой утилиты приводятся в [http://gis-lab.info/qa/ogr2ogr-examples.html другой статье].

Если у вас есть свои часто используемые примеры - присылайте автору или дописывайте прямо здесь. 

__TOC__

== Общие сведения ==

Утилиты GDAL предназначены для конвертации растровых данных из одного формата в другой и выполнения над ними различных операций. Установить утилиты GDAL для Windows можно с [http://gis-lab.info/qa/qgis-osgeo4w.html помощью OSGeo4W]. Удобный визуальный интерфейс для утилит имеется в [http://gis-lab.info/qa/gdaltools.html GDALTools для QGIS]. В комплект GDAL входят следующие утилиты:

*[http://www.gdal.org/gdalinfo.html gdalinfo] - информация о растре;
*[http://www.gdal.org/gdal_translate.html gdal_translate] - конвертация растров из формата в формат;
*[http://www.gdal.org/gdaladdo.html gdaladdo] - добавление пирамидных слоёв (overview);
*[http://www.gdal.org/gdalwarp.html gdalwarp] - трансформация изображения в новую систему координат;
*[http://www.gdal.org/gdaltindex.html gdaltindex] - построить индекс фрагментов (тайлов) MapServer;
*[http://www.gdal.org/gdalbuildvrt.html gdalbuildvrt] - создание виртуального растра (VRT) из набора;
*[http://www.gdal.org/gdal_contour.html gdal_contour] - получение изолиний по цифровым моделям рельефа (ЦМР);
*[http://www.gdal.org/gdaldem.html gdaldem] - набор инструментов для анализа и визуализации ЦМР;
*[http://www.gdal.org/rgb2pct.html rgb2pct.py] - конвертация 24-битных RGB изображений в 8-битные с палитрой;
*[http://www.gdal.org/pct2rgb.html pct2rgb.py] - конвертация 8-битных изображений с палитрой в 24-битные RGB изображений;
*[http://www.gdal.org/gdal_merge.html gdal_merge.py] - создание мозаик и композитных изображений;
*[http://www.gdal.org/gdal2tiles.html gdal2tiles.py] - создание тайловой структуры, KML и простого просмотровщика;
*[http://www.gdal.org/gdal_rasterize.html gdal_rasterize] - растеризация векторных данных;
*[http://www.gdal.org/gdaltransform.html gdaltransform]- трансформация координат;
*[http://www.gdal.org/nearblack.html nearblack] - конвертация черных/белых границ в нужное значение;
*[http://www.gdal.org/gdal_retile.html gdal_retile.py] - создать новый набор тайлов и/или перестроить пирамидные слои;
*[http://www.gdal.org/gdal_grid.html gdal_grid] - создать растр из данных;
*[http://www.gdal.org/gdal_proximity.html gdal_proximity.py] - расчитать растр близости;
*[http://www.gdal.org/gdal_polygonize.html gdal_polygonize.py] - векторизовать растр с получением полигонального слоя;
*[http://www.gdal.org/gdal_sieve.html gdal_sieve.py] - фильтрация осколочных объектов растра;
*[http://www.gdal.org/gdal_fillnodata.html gdal_fillnodata.py] - заполнение областей имеющих значение NODATA;
*[http://www.gdal.org/gdal-config.html gdal-config] - получить опции необходимые для создания ПО использующего GDAL

Поддерживаемые форматы и используемые ключи можно узнать просто набрав в командной строке имя одной из утилит. 

<pre>gdalinfo</pre>

В результате будет получена справка по использованию этой программы:

<pre>Usage: gdalinfo [--help-general] [-mm] [-stats] [-nogcp] [-nomd]
                [-noct] [-checksum] [-mdd domain]* datasetname</pre>

Версию GDAL можно посмотреть командой:

<pre>gdalinfo --version</pre>

Список форматов поддерживаемых утилитами GDAL можно посмотреть следующим образом: 

<pre>gdalinfo --formats</pre>

Cписок поддерживаемых форматов (список может отличаться как в большую, так и в меньшую сторону, поскольку зависит от того, были ли подключены/отключены соответствующие модули при компиляции программы):

*GRASS (ro): GRASS Database Rasters (5.7+)
*VRT (rw+): Virtual Raster
*GTiff (rw+): GeoTIFF
*HFA (rw+): Erdas Imagine Images (.img)
*AIG (ro): Arc/Info Binary Grid
*AAIGrid (rw): Arc/Info ASCII Grid
*JPEG (rw): JPEG JFIF
*MEM (rw+): In Memory Raster
*GIF (rw): Graphics Interchange Format (.gif)
*BMP (rw+): MS Windows Device Independent Bitmap
*DIMAP (ro): SPOT DIMAP
*PCIDSK (rw+): PCIDSK Database File
*SRTMHGT (rw): SRTMHGT File Format
*GMT (rw): GMT NetCDF Grid Format
*HDF4 (ro): Hierarchical Data Format Release 4
*HDF4Image (rw+): HDF4 Dataset
*ENVI (rw+): ENVI .hdr Labelled
*EHdr (rw+): ESRI .hdr Labelled 

==Примеры конвертации==

Извлечь три канала с номерами 1, 2, 3 в новый файл из исходного с перекомбинацией, в котором каналов может быть больше. 

<pre>gdal_translate -b 3 -b 2 -b 1 output.tif input.tif</pre>

В результате в текущем каталоге появится результат 3-хканальный файл output.tif.

Создание композитного изображения из серии отдельных растров, каждый из которых в своем файле TIF. Разрешение выходного файла устанавливается по первому их растров. Таким образом, если первый канал 15 м, а остальные 30 м, то последние будут пересчитаны на 15 м. Чтобы указать, что производится помещение каждого растра в свой слой, а не мозаицирование, используется ключ -separate: 

<pre>gdal_merge.py -o output.tif band1.tif band2.tif band3.tif band4.tif band5.tif -separate</pre>

Для мозаицирования, этот ключ нужно убрать. Например чтобы склеить соседние фрагменты (тайлы) рельефа в единое поле:

<pre>gdal_merge -o altay.tif srtm_53_02.tif srtm_53_03.tif srtm_54_02.tif srtm_54_03.tif</pre>

Конвертация с обрезкой по заданным координатам:

<pre>gdal_translate -of GTiff -projwin 75.081940 57.250275 89.869980 49.083084 input.tif output.tiff</pre>

Конвертация с компрессией и созданием [http://gis-lab.info/qa/tfw.html world-файла]:

<pre>gdal_translate -co "COMPRESS=LZW" -co "worldfile=yes" input.tif output.tiff</pre>

Конвертация с заменой одного значения на другое (обычно используется для NODATA): 

<pre>gdalwarp -srcnodata -999 -dstnodata 0 input.tif output.tif</pre>

Конвертация 16 битного одноканального растра в 8 битный:

<pre>gdal_translate -scale -ot Byte input.tif output.tif</pre>

==Конвертация с перепроецированием==

gdalwarp позволяет не только конвертировать данные из одного формата в другой, но и одновременно произвести перепроецирование данных из одной системы координат в другую. Для этого используются параметры:

*-a_srs используется для указания системы координат для данных
*-s_srs используется для перезаписи информации о системе координат
*-t_srs перепроецирования данных в требуемую систему координат

Например, перепроецировать из проекции растра в проекцию Альберса можно так: 

<pre>gdalwarp.exe -t_srs "+proj=aea +lat_1=52 +lat_2=64 +lat_0=0 +lon_0=45 +x_0=8500000 +y_0=0 +ellps=krass +units=m +towgs84=28,-130,-95,0,0,0,0 +no_defs" in.tif out.tif</pre>

==Обрезка растров==
Обрезка по векторному контуру c уменьшением размерности растра (реальная обрезка):
<pre>gdalwarp -cutline aoi.shp -crop_to_cutline input.tif output.tif</pre>

==Работа с рельефом==
Теневая отмывка рельефа: 

<pre>gdaldem hillshade altay.tif altayhill.tif -z 5 -s 111120</pre>

Цветовая отмывка рельефа: 

<pre>gdaldem color-relief altay.tif ramp.txt altay-color.tif</pre>

==Построение изолиний==
Утилита gdal_contour используется для получения изолиний - линий равных значений по растровым данным.
Полученные линии пересекают все пиксели с одинаковым значением, очерчивая при этом некоторую область. 
Чаще всего применяется для построения горизонталей рельефа из ЦМР.
 
Построение контуров с интервалом в 5 единиц (Единица указывается в единицах измерения исходного растра):

<pre>gdal_contour -i 5 mydem.tif contour.shp</pre>

Построение контуров из первого канала растра, с интервалом в 100 единиц начиная с 1200 и записью значения в поле elev:

<pre>gdal_contour -b 1 -a elev -i 100 -off 1200 mydem.tif contour.shp</pre>

Построение только контуров с фиксированными значениями 1000, 1100 и 1120 и выводом результата в таблицу PostGIS

<pre>gdal_contour -a elev -f PostgreSQL -fl 1000 1100 1120 -nln cont mydem.tif "PG:host=localhost user=iampg password=iampgpass dbname=iamgis"</pre>

==netCDF==

Конвертирование в GeoTIFF:

<pre>gdal_translate -of GTiff -b 1 NETCDF:precip.mon.mean.nc:precip b1.tif</pre>

Конвертирование в GeoTIFF с обрезкой по исходным координатам и созданием TFW (world-)файла:

<pre>gdal_translate -of GTiff -srcwin 0 0 72 72 -co TFW=YES -b 1 NETCDF:precip.mon.mean.nc:precip b1.tif</pre>

Разбиение поднаборов данных ("SUBDATASET") на отдельные файлы netCDF (на выходе — файлы типа "example1", "example2" и т.д.):
<pre>gdal_translate -sds example.nc example</pre>

==HDF4==

В HDF4 распространяется множество данных дистанционного зондирования, например MODIS и ASTER. Использовать -geoloc для перепроецирования не нужно.

Импорт данных ASTER L1A: 

<pre>gdalwarp -overwrite -of GTiff HDF4_EOS:EOS_SWATH:"110601_081441.hdf":VNIR_Band1:ImageData b1.tif </pre>

==Создание растров уменьшенного разрешения (т.н. quicklook, preview)==
Создать для данных ДЗЗ высокого разрешения так называемый "quicklook", т.е. привязанный растр "предварительного просмотра", можно с помощью gdal_translate:

<pre>
gdal_translate -of "JPEG" -outsize 20% 20%  ALOS_example.tif ALOS_example_preview.jpg -co "WORLDFILE=YES"
</pre>

==Ссылки по теме==
*[http://www.gdal.org/index.html Библиотеки GDAL/OGR]
*[http://gis-lab.info/qa/ogr2ogr-examples.html Примеры использования ogr2ogr]