Сборка GDAL 1.9.0 с использованием Visual Studio 2010

Эта страница является черновиком статьи.

Введение

В данной статье пойдет речь о сборке библиотеки GDAL 1.9.0 на Visual Studio 2010. Библиотека GDAL - это библиотека для работы с растровыми географическими форматами файлов данных. GDAL распространяется Open Source Geospatial Foundation на условиях лицензии X/MIT , то есть является проектом с открытым исходным кодом. Как библиотека GDAL предоставляет вызывающему приложению единую обобщённую модель данных для всех поддерживаемых форматов файлов данных. Помимо этого в состав GDAL входит набор вспомогательных программ, вызываемых из командной строки, для преобразования и обработки данных.

Для сборки GDAL и библиотек от которых она зависит будет использоваться система сборки CMake. CMake (от англ. cross platform make) — это кроссплатформенная система автоматизации сборки программного обеспечения из исходного кода. CMake не занимается непосредственно сборкой, a лишь генерирует файлы управления сборкой из файлов CMakeLists.txt:

• Makefile в системах Unix для сборки с помощью make;
• файлы projects/workspaces в Windows для сборки с помощью Visual C++;
• проекты XCode в Mac OS X

В настоящий момент не существует официального скрипта для сборки GDAL при помощи Cmake. Поэтому, данный метод следует рассматривать в качестве примера сборки и одного из вариантов (унифицированный способ сборки посредством CMake). Кроме того, сборка представляет собой минимальный набор поддерживаемых растровых и векторных драйверов.

Структура библиотеки GDAL

Библиотека GDAL состоит из 3-х основных частей:

1. CPL - базовые функции работы с файловой системой, строками, xml и т.п.
   
2. OGR - работа с векторными форматами. Список форматов размещен здесь: http://www.gdal.org/ogr/ogr_formats.html
   
3. GDAL - работа с растровыми форматами. Список форматов размещен здесь: http://www.gdal.org/formats_list.html
   

OGR и GDAL обеспечивают не только поддержку форматов, но и операции работы с векторами и растрами. Т.е. GDAL позволяет не только считывать но и манипулировать с геоданными.

Про зависимости. Компонент CPL (исходники лежат в подпапке port) зависит от библиотек: zlib, curl.
OGR зависит от многих библиотек, но базовый набор от expat, geos и proj.
GDAL зависит от tiff, jpeg, png.

Следует понимать что такое драйвер. Драйвер - это отдельный плагин обеспечивающий поддержку формата из списков, приведенных выше. В этих списках можно посмотреть, что от чего зависит. Иногда драйвер не зависит ни от какой из сторонних библиотек и компилировать его просто. Иногда нужна еще отдельная библиотека или целый набор библиотек.

О сборке. В зависимости от необходимости можно собрать GDAL именно в той конфигурации, что нужна (с определенным перечнем драйверов). Собирать будем пошагово: вначале все зависимые библиотеки, затем сам GDAL. Для простоты предлагается делать это все с использованием системы сборки CMake. Для большинства библиотек уже имеются скрипты CMake и сборка становится однотипной и простой. Заодно на выходе будут привычные проекты Visual Studio, где можно зайти в свойства и посмотреть, что и как.

Поэтому скачиваем последнюю версию системы сборки CMake по адресу http://www.cmake.org/cmake/resources/software.html (на текущий момент последняя версия http://www.cmake.org/files/v2.8/cmake-2.8.7-win32-x86.exe) и ставим ее.

Примечание. CMake, как, впрочем, и другие системы сборки, поддерживает два способа сборки: при первом (In source, in tree build) целевая программа собирается в тех же директориях, в которых расположены исходные тексты. В результате в директориях с исходниками остаются промежуточные файлы сборки. Второй вариант - сборка out of source, при которой сборка выполняется в отдельной директории, в которой сохраняются все промежуточные файлы, а директория с иходными текстами остается в том же состоянии, что и до выполнения сборки.

В предложенной методике будет применяться сборка Out-of-source.

Сборка зависимых библиотек

Библиотека expat

Первой библиотекой будем компилировать expat.

Скачиваем исходные тексты библиотеки отсюда http://sourceforge.net/projects/expat/files/expat/2.0.1/ (актуальная версия на момент написания находится в файле под названием expat-2.0.1.tar.gz) и распаковываем в папку, где будут храниться все проекты для сборки библиотек. Например, по следующему пути

C:\project\expat-2.0.1\

Обратите внимание, что эта и все последующие папки должны быть разархивированы так, что в конечной папке, в данном случае expat-2.0.1, должны лежать исходные тексты и сопровождающие файлы (см. рис. 1), а не вложенная папка expat-2.0.1 (для данного примера).

Рис. 1. Структура директории

Далее скачиваем файл CMakeLists.txt (Файл:CMakeLists.zip) и помещаем в разархивированную папку expat-2.0.1.

Запускаем CMake GUI и указываем два пути: Where is the source code - это путь куда был распакован expat, например C:/project/expat-2.0.1 и Where to build the binaries – это папка, куда генерируются файлы проекта C:/project/expat-2.0.1/build. Нажимаем кнопку Configure и выбираем версию Visual Studio (в нашем случае Visual Studio 2010), если выдаст ошибку, нажимаем еще раз. После нажимаем кнопку Generate.

Рис. 2. Окно интерфейса пользователя Cmake

В папке build должен появиться фаил libexpat.sln. Открываем его с помощью Visual Studio, выставляем сверху Тип сборки Release вместо Debug и компилируем проект (нажимаем F7).

Рис. 3. Выбор типа сборки

После этого в папке C:/projects/expat-2.0.1/lib/Release (далее все скомпилированные библиотеки будем класть в схожие папки lib/Release) должны появиться следующие файлы

• libexpat.dll
• libexpat.exp
• libexpat.lib

Это был скомпилирован так называемая shared dll. Существует еще static dll - тогда на выходе получается только libexpat.lib.

Потом libexpat.dll надо будет скопировать в папку с вашей программой. Туда же надо будет скопирвоать все зависимые библиотеки.

Библиотека zlib

Следующей библиотекой будет zlib.

Скачиваем ее отсюда http://zlib.net/ (актуальная на момент написания статьи версия http://zlib.net/zlib126.zip). Файл сценария CMake - CmakeLists.txt в архив уже включен. Распакуем по следующему пути: C:\project\zlib-1.2.6.

При нажатии на кнопку Configure в самом конце cmake напишет следующее сообщение:

CMake Error at CMakeLists.txt:65 (message):
 You must remove C:/project/zlib-1.2.6/zconf.h from the
 source tree.  This file is included with zlib but CMake generates this file
 for you automatically in the build directory.

Здесь говорится, что нужно стереть файл C://project/zlib-1.2.6/zconf.h т.к. он сценарий CMake генерирует новый файл. После удаления zconf.h опять нажимаем Configure. Процесс должен закончиться без ошибок. Далее запускаем Generate и переходим в папку build. Открываем файл zlib.sln с помощью Visual Studio (далее VS), ставим тип сборки Release. А так же заходим в меню в пункт Построение и выбираем диспетчер конфигураций, после этого снимаем галочки с examles и minizip они нам не понадобятся (см. рис. 4), если же будут нужны, необходимо в свойствах этих проектов прописать путь к zlib.h.

Рис. 4. Диспетчер конфигураций

После всего этого компилируем проект и получаем 3 файла в папке C:/project/zlib-1.2.6/Debug/Release. Перенесем их в папку C:/project/zlib-1.2.6/lib/Release для унификации (эту папку необходимо создать самим).

Библиотека geos

Следующей библиотекой будет geos.

Скачиваем отсюда http://trac.osgeo.org/geos/ (актуальная версия на момент написания статьи находится по адресу http://download.osgeo.org/geos/geos-3.3.2.tar.bz2). Извлекаем в C:\project\geos-3.3.2 . Делаем конфигурацию в CMake, после этого в разделе Ungrouped Entries убираем галочку с BUILD_TESTING (см. рис. 5).

Примечание, чтобы у вас появился раздел Ungrouped Entries, поставьте галки в Grouped и Advanced (см. рис. 5).

Рис. 5. Настройки GEOS в CMake-GUI

Далее нажимаем Generate, открываем в VS файл C:\project\geos-3.3.2\build\geos.sln, выставляем конфигурацию Release и компилируем. Если у вас возникла ошибка:

Ошибка 1 error C2668: log: неоднозначный вызов перегруженной функции C:\project\geos-3.3.2\src\operation\buffer\BufferOp.cpp	97 1 geos-static

кликните по ней 2 раза мышкой и в открывшемся файле замените строчку

int bufEnvPrecisionDigits = (int) (std::log(bufEnvMax) / std::log(10) + 1.0);

на

int bufEnvPrecisionDigits = (int) (std::log(bufEnvMax) / std::log(10.0) + 1.0);

и скомпилируйте заново.

Далее, если возникла ошибка

Ошибка 1 error C2039: toupper: не является членом "std"	C:\project\geos-3.3.2\tests\unit\capi\GEOSisValidDetailTest.cpp	60 1 geos_unit

кликните по ней 2 раза мышкой и в открывшемся файле сверху припишите #include <ctype.h>, а вместо

str[i] = std::toupper(str[i]);

напишите

str[i] = toupper(str[i]);

и скомпилируйте еще раз. После того как все закончится успешно скопируйте файлы из папки C:\project\geos-3.3.2\build\lib\Release в папку C:\project\geos-3.3.2\lib\Release.

Библиотека curl

Следующей библиотекой будет curl. Скачиваем последнюю версию отсюда http://curl.haxx.se/download.html (актуальная версия на момент написания статьи находилась по следующему пути http://curl.haxx.se/download/curl-7.24.0.zip) и распакуем в C:\project\curl-7.24.0.

Запускаем CMake GUI, указываем пути и нажимаем Configure. Далее прописываем в свойствах

• WSOCK32_LIBRARY - WSOCK32.lib
• WS2_32_LIBRARY - WS2_32.lib

в ZLIB_INCLUDE_DIR прописываем два пути через точку запятую:
C:\project\zlib-1.2.6;C:\project\zlib-1.2.6\build
в ZLIB_LIBRARY прописываем путь до zlib.lib
C:\project\zlib-1.2.6\lib\Release\zlib.lib
И последнее расставляем галочки как на скриншоте (см. рис. 6).

Рис. 6. Настройки CURL в CMake-GUI

После того как все будет сделано, нажимайте Configure, все должно закончиться без ошибок и потом Generate. Далее открываем файл CURL.sln в папке build. Заходим в свойства проекта (для этого в Обозревателе решений надо выбрать libcurl)(Проект -> Свойства), далее Свойства конфигурации -> Компоновщик -> Ввод, далее в окне справа Дополнительные зависимости, нажимаем Изменить и удаляем:

• WSOCK32_LIBRARY-NOTFOUND
  
• WS2_32_LIBRARY-NOTFOUND
  

Нажимаем применить и ОК, далее компилируем проект. После успешной компиляции помещаем файлы из папки C:\project\curl-7.24.0\build\lib\Debug в папку C:\project\curl-7.24.0\lib\Realese

Библиотека libjpeg

Далее будем собирать libjpeg - брать здесь http://www.ijg.org/ последнюю версию http://www.ijg.org/files/jpegsr8d.zip . CMakeLists скачиваем тут Файл:CMakeListsjpeg.zip и разархивируем, кладем в папку C:\project\jpeg-8d.
Запускаем CMAke и делаем configurate, затем Generate. Идем в папку Debug, открываем libjpeg.sln, ставим Realese и компилируем.

Библиотека libpng

Следующей библиотекой будет libpng. Скачиваем последнюю версию отсюда http://www.libpng.org/pub/png/libpng.html (актуальная версия на момент написания статьи находилась по следующему пути http://download.sourceforge.net/libpng/lpng159.zip). Распаковываем и запускаем CMake GUI, проводим конфигурацию. Прописываем пути для ZLIB_INCLUDE_DIR и ZLIB_LIBRARY-NOTFOUND как делали это выше. Нажимаем Configure и Generate. Далее открываем libpng.sln, ставим конфигурацию Release и компилируем. Файлы из папки C:\project\lpng159\build\Release переносим в C:\project\lpng159\lib\Release.

Библиотека libtiff

Следующей библиотекой будет libtiff. Скачиваем последнюю версию отсюда ftp://ftp.remotesensing.org/pub/libtiff (актуальная версия на момент написания статьи находилась по следующему пути ftp://ftp.remotesensing.org/pub/libtiff/tiff-4.0.1.zip), распаковываем в C:\project\tiff-4.0.1, качаем CMakeLists и еще пару файлов и распаковываем как обычно Файл:Tiff.zip. Запускаем CMake, делаем Configure и прописываем пути для ZLIB_INCLUDE_DIR и ZLIB_LIBRARY-NOTFOUND как делали это выше. Нажимаем Configure еще раз и Generate, далее открываем libtiff.sln ставим конфигурацию Release и компилируем.

Библиотека proj

Следующей библиотекой будет proj. Скачиваем последнюю версию отсюда http://trac.osgeo.org/proj/ (актуальная версия на момент написания статьи находилась по следующему пути http://download.osgeo.org/proj/proj-4.8.0.zip). Распаковываем, и кидаем туда этот файл Файл:CMakeListsproj.zip, запускаем CMake, прописываем пути до proj, жмем Configure и Generate, открываем proj4.sln, ставим конфигурацию Release и компилируем.

На этом вся подготовка закончена, у нас есть все необходимые библиотеки.

Сборка GDAL

Приступаем к сборке самого GDAL.

Скачиваем отсюда http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/DownloadSource последнюю версию на момент написания статьи gdal 1.9.0 ( http://download.osgeo.org/gdal/gdal190.zip ). Качаем архив Файл:Gdal trank.zip . Распаковываем gdal в папку project. В полученную папку C:\project\gdal-1.9.0 распаковываем файлы из архива Gdal_trank.zip (папку cmake и файл CMakeLists).

Запускаем CMake и как обычно прописываем 2 пути C:\project\gdal-1.9.0 и C:\project\gdal-1.9.0\build, нажимаем Configure.
Когда выскочит ошибка, прописываем пути до zlib: C:\project\zlib-1.2.6;C:\project\zlib-1.2.6\build и C:/project/zlib-1.2.6/lib/Release/zlib.lib в директориях соответственно ZLIB_INCLUDE_DIR и ZLIB_LIBRARY. Далее все пути надо будет прописывать примерно аналогично для директории INCLUDE и LIBRARY.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для CURL C:/project/curl-7.24.0/include и C:/project/curl-7.24.0/lib/Release/libcurl_imp.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для EXPAT: C:/project/expat-2.0.1/lib/ и C:/project/expat-2.0.1/lib/Release/libexpat.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для GEOS: C:\project\geos-3.3.2\include и C:/project/geos-3.3.2/lib/Release/geos_c.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для PROJ: C:\project\proj-4.8.0\src и C:/project/proj-4.8.0/lib/Release/proj4.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку, идем в OGR и убираем галочку с OGR_PG.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для JPEG: C:\project\jpeg-8d;C:\project\jpeg-8d\build и C:/project/jpeg-8d/lib/Release/libjpeg.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для TIFF: C:\project\tiff-4.0.1\libtiff;C:\project\tiff-4.0.1\build и C:\project\tiff-4.0.1\lib\Release\libtiff.lib.
Нажимаем Configure, получаем ошибку и прописываем пути для PNG, тут внимательно! Первая строчка - пути до LIBRARY: C:/project/lpng159/lib/Release/libpng15.lib, вторая C:\project\lpng159;C:\project\lpng159\build.
Нажимаем Configure, все должно закончиться успешно, нажимаем Generate. Далее идем в папку C:\project\gdal-1.9.0\build и открываем файл gdallib.sln с помощью VS. Ставим конфигурацию Release и компилируем. Если все прошло без ошибок, вы собрали GDAL!

Теперь необходимо проверить работоспособность собранной библиотеки.

Тестовый пример

Сделаем тестовый пример. Исходный код берем отсюда: http://www.gdal.org/gdal_tutorial_ru.html.
Создадим консольный проект C++ CLR. Пропишем следующие пути:
выбираем в меню Проект->Свойства...->Свойства конфигурации->Компоновщик->Ввод. На этой странице в дополнительных зависимостях прописываем C:\project\gdal-1.9.0\build\Release\gdal19.lib
теперь в Проект->Свойства...->Свойства конфигурации->C/C++ в Дополнительные зависимости включаемых файлов прописать

• C:\project\gdal-1.9.0\build\port\
  
• C:\project\gdal-1.9.0\alg\
  
• C:\project\gdal-1.9.0\
  
• C:\project\gdal-1.9.0\gcore
  
• C:\project\gdal-1.9.0\port
  

Так же необходимо в папку, где содержатся откомпилированные файлы проекта (обычно папка с именем конфигурации Release или Debug) положить сформированные dll, собрынные нами ранее:

• gdal19.dll
• geos.dll
• geos_c.dll
• libcurl.dll
• libexpat.dll
• libjpeg.dll
• libpng15.dll
• libtiff.dll
• proj4.dll
• zlib1.dll

Так же в эту папку положите какой-нибудь рисунок и задайте путь до него в тексте программы. Например, 1.JPG.

Так выглядит тестовый код:

#include "stdafx.h"
#include "gdal_priv.h"
using namespace System;
int main(array<System::String ^> ^args)
{
    GDALDataset  *poDataset;
    GDALAllRegister();
    poDataset = (GDALDataset *) GDALOpen( "1.JPG", GA_ReadOnly ); // здесь надо указать путь до изображения
	 if( poDataset == NULL )
    {
       return 0;
    }
	double        adfGeoTransform[6];
    printf( "Драйвер: %s/%s\n",
            poDataset->GetDriver()->GetDescription(), 
            poDataset->GetDriver()->GetMetadataItem( GDAL_DMD_LONGNAME ) );
    printf( "Размер %dx%dx%d\n", 
            poDataset->GetRasterXSize(), poDataset->GetRasterYSize(),
            poDataset->GetRasterCount() );
    if( poDataset->GetProjectionRef()  != NULL )
        printf( "Проекция \"%s\"\n", poDataset->GetProjectionRef() );
    if( poDataset->GetGeoTransform( adfGeoTransform ) == CE_None )
    {
        printf( "Начало координат (%.6f,%.6f)\n",
                adfGeoTransform[0], adfGeoTransform[3] );
        printf( "Размер пиксела (%.6f,%.6f)\n",
                adfGeoTransform[1], adfGeoTransform[5] );
    }
    return 0;
}

Заключение

В статье мы научились собирать библиотеку GDAL и библиотеки от которых она зависит, а также сделали тестовый пример для работы с ней. Комментарии, исправления, отзывы и пожелания приветствуются.

Огромное СПАСИБО за помощь со сборкой и терпение пользователю ГИС-ЛАБ Bishop.

Автор: Евгений Боровенский (LEXX413).

Соавтор: Дмитрий Барышников (Bishop).