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GDAL库学习笔记(一): GDAL库介绍

作者：lilin 文章来源：http://wiki.woodpecker.org.cn/ 点击数：更新时间：2007-2-8

摘要：

Maximum 是表示在本波段数值中最大的值，Minimum当然就是表示本波段中最小的值啦。我们可以看到在一开始这两个都没有值。因为对于文件格式不会有固有的最大最小值。所以我们通过函数ComputeRasterMinMax计算得到了。注意！这里的最大最小值不包括“无意义值”！也就是上面显示的NoDataValue。需要解释一下“无意义值”。不要以为0或者255在任何情况下都无意义。在很多情况下0，255需要和其他值一样表示一个实际意义。虽然可能它最终会被显示得和黑色一样。而一些位置上的点要表示的意思是“什么也不是”，它在那个位置上只是为了占一个位置，使得整体图像看起来像个矩形而已。在做实际应用的时候两种值的处理将会完全不一样。所以需要设置无意义值，来和其他的值区别开来。而用ComputeRasterMinMax算出的最大最小值，是排除了无意义值后计算出来的最大最小值。

Toggle line numbers

   1 >>> band.GetRasterColorInterpretation()
   2 2
   3 >>> gdalconst.GCI_PaletteIndex
   4 2
   5 >>> colormap = band.GetRasterColorTable()
   6 >>> dir(colormap)
   7 ['Clone', 'GetColorEntry', 'GetColorEntryAsRGB', 'GetCount', 'GetPaletteInterpre
   8 tation', 'SetColorEntry', '__del__', '__doc__', '__init__', '__module__', '__str
   9 __', '_o', 'own_o', 'serialize']
  10 >>> colormap.GetCount()
  11 256
  12 >>> colormap.GetPaletteInterpretation()
  13 1
  14 >>> gdalconst.GPI_RGB
  15 1
  16 >>> for i in range(colormap.GetCount()):
  17 ...     print colormap.GetColorEntry(i),
  18 ...
  19 (0, 0, 0, 255) (0, 0, 28, 255) (0, 0, 56, 255) (0, 0, 85, 255) (0, 0, 113, 255)
  20 (0, 0, 142, 255) (0, 0, 170, 255) (0, 0, 199, 255) (0, 0, 227, 255) (0, 0, 255,
  21 255) (0, 28, 0, 255) (0, 28, 28, 255) (0, 28, 56, 255) (0, 28, 85, 255) (0, 28,
  22 113, 255) (0, 28, 142, 255) (0, 28, 170, 255) (0, 28, 199, 255) (0, 28, 227, 255
  23 ) (0, 28, 255, 255) (0, 56, 0, 255) (0, 56, 28, 255) (0, 56, 56, 255) (0, 56, 85
  24 , 255) (0, 56, 113, 255) (0, 56, 142, 255) (0, 56, 170, 255) (0, 56, 199, 255) (
  25 0, 56, 227, 255) (0, 56, 255, 255) (0, 85, 0, 255) (0, 85, 28, 255) (0, 85, 56,
  26 255) (0, 85, 85, 255) (0, 85, 113, 255) (0, 85, 142, 255) (0, 85, 170, 255) (0,
  27 85, 199, 255) (0, 85, 227, 255) (0, 85, 255, 255) (0, 113, 0, 255) (0, 113, 28,
  28 255) (0, 113, 56, 255) (0, 113, 85, 255) (0, 113, 113, 255) (0, 113, 142, 255) (
  29 0, 113, 170, 255) (0, 113, 199, 255) (0, 113, 227, 255) (0, 113, 255, 255) (0, 1
  30 42, 0, 255) (0, 142, 28, 255) (0, 142, 56, 255) (0, 142, 85, 255) (0, 142, 113,
  31 255) (0, 142, 142, 255) (0, 142, 170, 255) (0, 142, 199, 255) (0, 142, 227, 255)
  32  (0, 142, 255, 255) (0, 170, 0, 255) (0, 170, 28, 255) (0, 170, 56, 255) (0, 170
  33 , 85, 255) (0, 170, 113, 255) (0, 170, 142, 255) (0, 170, 170, 255) (0, 170, 199
  34 , 255) (0, 170, 227, 255) (0, 170, 255, 255) (0, 199, 0, 255) (0, 199, 28, 255)
  35 (0, 199, 56, 255) (0, 199, 85, 255) (0, 199, 113, 255) (0, 199, 142, 255) (0, 19
  36 9, 170, 255) (0, 199, 199, 255) (0, 199, 227, 255) (0, 199, 255, 255) (0, 227, 0
  37 , 255) (0, 227, 28, 255) (0, 227, 56, 255) (0, 227, 85, 255) (0, 227, 113, 255)
  38 (0, 227, 142, 255) (0, 227, 170, 255) (0, 227, 199, 255) (0, 227, 227, 255) (0,
  39 227, 255, 255) (0, 255, 0, 255) (0, 255, 28, 255) (0, 255, 56, 255) (0, 255, 85,
  40  255) (0, 255, 113, 255) (0, 255, 142, 255) (0, 255, 170, 255) (0, 255, 199, 255
  41 ) (0, 255, 227, 255) (0, 255, 255, 255) (28, 0, 0, 255) (28, 0, 28, 255) (28, 0,
  42  56, 255) (28, 0, 85, 255) (28, 0, 113, 255) (28, 0, 142, 255) (28, 0, 170, 255)
  43  (28, 0, 199, 255) (28, 0, 227, 255) (28, 0, 255, 255) (28, 28, 0, 255) (28, 28,
  44  28, 255) (28, 28, 56, 255) (28, 28, 85, 255) (28, 28, 113, 255) (28, 28, 142, 2
  45 55) (28, 28, 170, 255) (28, 28, 199, 255) (28, 28, 227, 255) (28, 28, 255, 255)
  46 (28, 56, 0, 255) (28, 56, 28, 255) (28, 56, 56, 255) (28, 56, 85, 255) (28, 56,
  47 113, 255) (28, 56, 142, 255) (28, 56, 170, 255) (28, 56, 199, 255) (28, 56, 227,
  48  255) (28, 56, 255, 255) (28, 85, 0, 255) (28, 85, 28, 255) (28, 85, 56, 255) (2
  49 8, 85, 85, 255) (28, 85, 113, 255) (28, 85, 142, 255) (28, 85, 170, 255) (28, 85
  50 , 199, 255) (28, 85, 227, 255) (28, 85, 255, 255) (28, 113, 0, 255) (28, 113, 28
  51 , 255) (28, 113, 56, 255) (28, 113, 85, 255) (28, 113, 113, 255) (28, 113, 142,
  52 255) (28, 113, 170, 255) (28, 113, 199, 255) (28, 113, 227, 255) (28, 113, 255,
  53 255) (28, 142, 0, 255) (28, 142, 28, 255) (28, 142, 56, 255) (28, 142, 85, 255)
  54 (28, 142, 113, 255) (28, 142, 142, 255) (28, 142, 170, 255) (28, 142, 199, 255)
  55 (28, 142, 227, 255) (28, 142, 255, 255) (28, 170, 0, 255) (28, 170, 28, 255) (28
  56 , 170, 56, 255) (28, 170, 85, 255) (28, 170, 113, 255) (28, 170, 142, 255) (28,
  57 170, 170, 255) (28, 170, 199, 255) (28, 170, 227, 255) (28, 170, 255, 255) (28,
  58 199, 0, 255) (28, 199, 28, 255) (28, 199, 56, 255) (28, 199, 85, 255) (28, 199,
  59 113, 255) (28, 199, 142, 255) (28, 199, 170, 255) (28, 199, 199, 255) (28, 199,
  60 227, 255) (28, 199, 255, 255) (28, 227, 0, 255) (28, 227, 28, 255) (28, 227, 56,
  61  255) (28, 227, 85, 255) (28, 227, 113, 255) (28, 227, 142, 255) (28, 227, 170,
  62 255) (28, 227, 199, 255) (28, 227, 227, 255) (28, 227, 255, 255) (28, 255, 0, 25
  63 5) (28, 255, 28, 255) (28, 255, 56, 255) (28, 255, 85, 255) (28, 255, 113, 255)
  64 (28, 255, 142, 255) (28, 255, 170, 255) (28, 255, 199, 255) (28, 255, 227, 255)
  65 (28, 255, 255, 255) (56, 0, 0, 255) (56, 0, 28, 255) (56, 0, 56, 255) (56, 0, 85
  66 , 255) (56, 0, 113, 255) (56, 0, 142, 255) (56, 0, 170, 255) (56, 0, 199, 255) (
  67 56, 0, 227, 255) (56, 0, 255, 255) (56, 28, 0, 255) (56, 28, 28, 255) (56, 28, 5
  68 6, 255) (56, 28, 85, 255) (56, 28, 113, 255) (56, 28, 142, 255) (56, 28, 170, 25
  69 5) (56, 28, 199, 255) (56, 28, 227, 255) (56, 28, 255, 255) (56, 56, 0, 255) (56
  70 , 56, 28, 255) (56, 56, 56, 255) (56, 56, 85, 255) (56, 56, 113, 255) (56, 56, 1
  71 42, 255) (56, 56, 170, 255) (56, 56, 199, 255) (56, 56, 227, 255) (56, 56, 255,
  72 255) (56, 85, 0, 255) (56, 85, 28, 255) (56, 85, 56, 255) (56, 85, 85, 255) (56,
  73  85, 113, 255) (56, 85, 142, 255) (56, 85, 170, 255) (56, 85, 199, 255) (56, 85,
  74  227, 255) (56, 85, 255, 255) (56, 113, 0, 255) (56, 113, 28, 255) (56, 113, 56,
  75  255) (56, 113, 85, 255) (56, 113, 113, 255) (56, 113, 142, 255) (56, 113, 170,
  76 255) (56, 113, 199, 255) (56, 113, 227, 255) (56, 113, 255, 255) (56, 142, 0, 25
  77 5) (56, 142, 28, 255) (56, 142, 56, 255) (56, 142, 85, 255) (56, 142, 113, 255)
  78 (56, 142, 142, 255)
  79 >>>

通过GetRasterColorInterpretation，我们知道我们的图像是一个颜色表索引的图像而不是纯粹的黑白灰度图像(PaletteIndex，其他的颜色模型，可以察看gdalconst模块中GCI打头的枚举值)。这意味着我们读出的数据有可能不是真实的数据。这些数据只是一个个实际数据的索引。真实数据存储在另一个表中。我们通过ReadRaster读出的数据值只是对应到这个表的一个索引而已。我们需要通过读出这些数据，并在真实数据表中找出真实数据，重新组织成一个RGB表才能用来绘制。如果我们不经过对应，我们绘制出来的东西可能什么东西都不是。

用GetRasterColorTable获得了颜色表，通过GetPaletteInterpretation我们知道我们获得的颜色表是一个RGB颜色表。GDAL支持多种颜色表，具体可以参考gdalconst模块中GPI打头的枚举值。然后我们可以通过GetCount获得颜色的数量。通过GetColorEntry获得颜色表中的值。这里的颜色值都是一个4值的元组。里面有意义的只有前三个(如果颜色模型是GPI_RGB, GPI_HLS，都使用前3个，如果采用GPI_CMYK，则4个值都有意义了)。

Toggle line numbers

   1 >>> help(band.ReadAsArray)
   2 Help on method ReadAsArray in module gdal:
   3 ReadAsArray(self, xoff=0, yoff=0, win_xsize=None, win_ysize=None, buf_xsize=None
   4 , buf_ysize=None, buf_obj=None) method of gdal.Band instance
   5 >>> help(band.ReadRaster)
   6 Help on method ReadRaster in module gdal:
   7 ReadRaster(self, xoff, yoff, xsize, ysize, buf_xsize=None, buf_ysize=None, buf_t
   8 ype=None) method of gdal.Band instance
   9 >>>

显然，band里的ReadAsArray参数显然比dataset里面的要好用，而ReadRaster则差不多。但是ReadAsArray读出的是数组，可以用Numeric模块进行矩阵魔法。ReadRaster读出的是二进制，虽然可以直接绘制，但是对于一些绘图API来说，对[[RRR...][GGG...][BBB...]]表的处理明显不如[[RGB][RGB]...]，有的甚至不支持。虽然可以用struct.unpack来拆封，可效率上就差很多(而且拆封出来还是数组)。数组在矩阵魔法的控制之下则会显得十分方便快捷，最后用tostring直接转化称为二进制绘制，速度也相当快。

好了，快速开始已经使我们可以初步看清楚了gdal中图像的组织。下面用一句话总结一下：波段组成图像，波段指挥颜色。

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