Тайлы из Landsat 8
по адресу http://gis-lab.info/qa/landsat-tiles.html
Упрощённая инструкция по получению и обработке снимков Landsat 8 и подготовке из них тайлов
Главное свойство данных ДЗЗ Landsat 8 — свободная лицензия, которая позволяет обрисовывать снимки для, в частности, OpenStreetMap. Эта статья не вдаётся в теорию, но содержит шаги для поиска и обработки снимков Landsat 8 и их превращения в тайлы для публикации или обрисовки в JOSM.
Некоторые шаги будет непросто выполнить в ОС Windows. Для пользователей этой системы советуем установить OSGeo4W и делать паншарпенинг и цветовую коррекцию в GRASS.
Получение снимка
Раньше нужно было шоркаться по EarthExplorer, вводить параметры поиска, что-то выбирать. Спасибо DevelopmentSeed, много лет работающей с Landsat, теперь выбрать нужный снимок проще. Заходите, приближайте свою область, кликайте в точку, фильтруйте и скачивайте:
http://libra.developmentseed.org
Напоминаем, что каждый снимок весит 500-800 мегабайт в архиве (2 гигабайта вне его), и для обработки потребуются ещё гигабайта четыре. Под линуксом файл распаковывается такой командой:
tar -xjvf LC*.tar.bz
В архиве вы получите 11 каналов и слой QA, на котором отмечены точки без информации о земной поверхности (например, облака). Мы будем работать с каналами 2, 3, 4 (синий, зелёный, красный) и 8 (ч/б с 15-метровым разрешением).
Паншарпенинг
У нас есть 3 канала с разрешением 30 м/пк и один — 15 м/пк. Паншарпенинг — это объединение их всех в один цветной снимок максимального разрешения. Раньше его делали длинным цепочками команд GDAL или ImageMagick, но нам повезло. Умные люди из GINA (университет Аляски) написали скрипт, и теперь достаточно одной команды. Набор аляскинских скриптов есть в большинстве дистрибутивов, поищите пакет dans-gdal-scripts. Команда такая:
gdal_landsat_pansharp -pan B8.TIF -ndv 0 -o result.tif \ -rgb B4.TIF -rgb B3.TIF -rgb B2.TIF -lum B3.TIF 0.5 -lum B4.TIF 0.5
Здесь опущены длинные идентификаторы снимков, вида «LC81850172014281LGN00». Для удобства пригодится такой скрипт:
BASE=LC81850172014281LGN00
gdal_landsat_pansharp -pan ${BASE}_B8.TIF -ndv 0 -o result.tif \
-rgb ${BASE}_B4.TIF -rgb ${BASE}_B3.TIF -rgb ${BASE}_B2.TIF \
-lum ${BASE}_B3.TIF 0.5 -lum ${BASE}_B4.TIF 0.5
Что тут происходит? Первые три параметра передают панхроматический канал (восьмой), значение «нет данных» и имя выходного файла. Следующая тройка с -ref — каналы для красного, зелёного и синего цветов. В Landsat 8 им соответствуют 4, 3 и 2, но можно выбрать другие, из невидимых областей спектра.
Наконец, параметры -lum корректируют наложение цвета на панхроматический канал. Описание алгоритма слишком сложное, мы взяли коэффициенты из этих функций Дерека Уоткинса.
Коррекция цвета
Автоматически
Белую дымку удалить непросто. В GDAL нет команды для обработки цвета, подобной вкладке в QGIS, но тот же аляскинском наборе содержит скрипт, выдающий приемлемый результат:
gdal_contrast_stretch -ndv 0 -percentile-range 0.05 0.95 result.tif result2.tif
Доли отбрасываемых цветов можно покрутить на ±0.03: чем ближе к 0-100, тем темнее получается картинка, но тем больше деталей сохраняется.
В графическом редакторе
Раз tif — обычная картинка с доп. полями, можно открыть его в ImageJ или ином редакторе и подкрутить контраст вручную, акцентируя нужные полосы. Чтобы сохранить геопривязку, понадобятся программы из пакета libgeotiff (иногда geotiff-bin). Экспорт геопривязки в файл:
listgeo result.tif > result.geo
Восстановление геопривязки для отредактированного файла (сохранять нужно, понятно, тоже в формате TIFF):
geotifcp -g result.geo edited.tif edited_geo.tif
Изображение
Если снимок нужен для иллюстрирования, а не для обрисовки, можно просто взять файл tif: этот формат читается всеми. Как вариант, с помощью ImageMagick можно из него сделать более удобный jpeg:
convert result.tif -quality 85 result.jpg
Тайлы
С помощью GDAL
В комплекте GDAL есть программа для создания тайлов из геопривязанного растра:
gdalwarp -t_srs EPSG:3857 result.tif result_merc.tif gdal2tiles.py -r lanczos -z 6-13 -a 0 result_merc.tif tiles
Она работает очень медленно, сохраняет тайлы только в PNG и выдаёт странные ошибки во время работы. Альтернатива — QTiles.
В QGIS
Собранный растр можно обработать в QGIS, а не запускать дополнительные скрипты. Если не правили контраст скриптом, в свойствах растрового слоя, во вкладке «Стиль» нужно выбрать «Среднее ± отклонение × 2», нажать кнопку «Загрузить» — и «OK».
Отсюда же легко сделать тайлы с помощью модуля QTiles. Если его не видно в списке модулей, включите в настройках «также показывать экспериментальные модули». Если нет вкладки настроек — установите пакет qgis-python или подобный.
Тайлы рекомендуем делать в формате jpeg, до 13 масштаба. Демонстрационную html-страницу придётся поправить, заменив расширение тайлов на jpg. В JOSM тайлы подключаются так же, как и раньше, только поправьте расширение.
Подключение в JOSM
Чтобы подключить слой в JOSM, скопируйте строку для него из демонстрационной страницы, либо напишите сами:
tms[13]:file:///home/user/путь/к/тайлам/{zoom}/{x}/{y}.png
Для Windows путь записывается чуть по-другому:
tms[13]:file:///C:/путь/к/тайлам/{zoom}/{x}/{y}.png
Не забывайте проверять привязку по трекам.