Введение в RSAGA

Эта страница опубликована в основном списке статей сайта
по адресу http://gis-lab.info/qa/rsaga-intro.html

В данной статье описана подготовка к использованию модулей SAGA GIS в среде R посредством пакета RSAGA. Продемонстрированы базовые приёмы вызовов модулей SAGA из R

[via Misanthrope's Thoughts]

RSAGA предоставляет доступ к алгоритмам геопроцессинга SAGA GIS из среды R. Наличие установленной SAGA GIS является (довольно очевидным) требованием для использования RSAGA. 

Особенности настройки в Linux

Иногда в Linux x64 необходимы дополнительные приготовления. SAGA, так же как и другие программы, которые будут пытаться использовать SAGA в Linux обычно ищут эти модули в /usr/lib/saga, но в Linux x64, модули SAGA скорее всего будут установлены в /usr/lib64/saga. Конечно же можно задать необходимые параметры окружения, но самым «ленивым» и наиболее эффективным способом в этом случае будет просто добавление символьной ссылки на  /usr/lib64/saga (или другой корректный путь к модулям) из директории /usr/lib/saga:

:~> sudo ln -s /usr/lib64/saga /usr/lib/saga

Теперь любое приложение с лёгкостью найдёт модули SAGA.

Настройка окружения в R

Перейдём к настройке доступа к модулям SAGA из R.

> library(RSAGA)

# настраиваем параметры окружения:
> work_env <- rsaga.env() # позволяем RSAGA самому определить параметры окружения
> work_env  # проверим параметры окружения
$workspace [1] "."  # текущая рабочая папка
$cmd [1] "saga_cmd" 
$path [1] "/usr/bin"  # путь к saga_cmd
$modules [1] "/usr/lib/saga"  # путь к модулям
$version [1] "2.0.8" # версия SAGA

Обратите внимание, что в данном случае использовался Linux x64 и RSAGA, благодаря символьной ссылке, нашёл модули в /usr/lib хотя на самом деле они находились в /usr/lib64.

Если необходимо задать параметры окружения вручную, выполните следующую команду:

> work_env <- rsaga.env(workspace='путь_к_рабочей_папке',
+                       path = '/usr/bin', # задаёт путь к saga_cmd
+                       modules = '/usr/lib64/saga') # задаёт путь к модулям

Работа с модулями геообработки

Мы убедились, что для RSAGA корректно заданы параметры окружения. Теперь можно посмотреть список доступных библиотек (наборов модулей):

> rsaga.get.libraries() 
 [1] "contrib_a_perego"            "docs_html" 
 [3] "docs_pdf"                    "garden_3d_viewer" 
 [5] "garden_webservices"          "geostatistics_grid" 
 ...и так далее.

В каждой библиотеке находится определённый набор модулей. Именно модули, вызываются для геообработки. Посмотрим список модулей внутри одной из библиотек:

> rsaga.get.modules('grid_filter') 

$grid_filter
   code                       name interactive
1     0              Simple Filter       FALSE
2     1            Gaussian Filter       FALSE
3     2           Laplacian Filter       FALSE
4     3 Multi Direction Lee Filter       FALSE
5     4        User Defined Filter       FALSE
6     5              Filter Clumps       FALSE
7     6            Majority Filter       FALSE
8     7   DTM Filter (slope-based)       FALSE
9     8       Morphological Filter       FALSE
10    9                Rank Filter       FALSE

В колонке 'name' выводится имя модуля (это имя мы видим в самой SAGA GIS); колонка 'interactive' показывает, является ли модуль интерактивным, а колонка 'code' содержит ID модуля, который необходимо указывать при обращении к данному модулю (обратите внимание, что нумерация начинается с 0).

Теперь мы хотим узнать, к примеру, как использовать модуль 'DTM Filter (slope-based)':

> rsaga.get.usage('grid_filter', 7) 

Usage: saga_cmd -INPUT <str> [-RADIUS <num>] [-TERRAINSLOPE <str>] [-STDDEV] -GROUND <str> -NONGROUND <str>
  -INPUT:<str>       Grid to filter
Grid (input)
  -RADIUS:<num>       Search Radius
Integer
Minimum: 1.000000
  -TERRAINSLOPE:<str> Approx. Terrain Slope
Floating point
Minimum: 0.000000
  -STDDEV             Use Confidence Interval
Boolean
  -GROUND:<str>       Bare Earth
Grid (output)
  -NONGROUND:<str>   Removed Objects
Grid (output)

library path: /usr/lib/saga
library name: libgrid_filter
module name : DTM Filter (slope-based)

Мы получили детальную информацию о параметрах (и соответствующих типах данных), которые мы должны задать для корректного использования модуля. Теперь надо подготовить данные, которые мы хотим обработать. RSAGA работает только с grid-форматами (.srgd) растров, поэтому надо конвертировать наши данные, изначально имеющие формат GeoTiff:

> rsaga.import.gdal('lidar.tif')

В результате в папке с оригиналом будет создан файл, имеющий то же название, но с расширением .srgd: 'lidar.srgd'.

Теперь, наконец, можно запустить нашу первую команду геообработки:

> rsaga.geoprocessor('grid_filter', module = 7, 
+                    env = work_env,
+                    param = list(INPUT = 'lidar.sgrd',
+                                 RADIUS = 20,
+                                 TERRAINSLOPE = 0,
+                                 STDDEV = TRUE,
+                                 GROUND = 'ground',
+                                 NONGROUND = 'non_ground')
+                    )

Результат работы сохраняется в ту же папку, где находится исходный файл. Если требуется сохранить результат в другую директорию, то вместе с именем выходного файла (или файловов) следует указать полный путь к нему.

Заключение

Мы рассмотрели настройку параметров работы пакета RSAGA, предназначенного для работы с модулями SAGA GIS. Однако RSAGA имеет определённые неудобства в использовании. Модули обработки гридов принимают только формат .srgd, а входящие и результирующие гриды должны физически храниться (сохраняться) на жёстком диске. Таким образом, использование RSAGA (вместо самой SAGA GIS) может быть удобно в большей степени для автоматизации повседневных задач.

Ссылки по теме

• Открытая настольная ГИС SAGA - общая характеристика
• Возможности работы с пространственными данными статистического пакета R
• Анализ данных с использованием GRASS GIS и R