GDAL API入门

打开文件

在打开GDAL所支持的光栅数据之前需要注册驱动。这里的驱动是针对GDAL支持的所有 数据格式。通常可以通过调用GDALAllRegister()函数来注册所有已知的驱动，同时 也包含那些用GDALDriverManager::AutoLoadDrivers()从.so文件中自动装载驱动。 如果程序需要对某些驱动做限制，可以参考gdalallregister.cpp代码。

当驱动被注册之后，我们就可以用 GDALOpen() 函数来打开一个数据集。打开的方式 可以是 GA_ReadOnly 或者 GA_Update。

In C++:

1 #include "gdal_priv.h"

2

3 intmain()4 {5 GDALDataset *poDataset;6

7 GDALAllRegister();8

9 poDataset = (GDALDataset *) GDALOpen( pszFilename, GA_ReadOnly );10 if( poDataset ==NULL )11 {12 ...;13 }

In C:

1 #include "gdal.h"

2

3 intmain()4 {5 GDALDatasetH hDataset;6

7 GDALAllRegister();8

9 hDataset =GDALOpen( pszFilename, GA_ReadOnly );10 if( hDataset ==NULL )11 {12 ...;13 }

In Python:

1 import gdal2 from gdalconst import *

3

4 dataset =gdal.Open( filename, GA_ReadOnly )5 if dataset isNone:6 ...

如果 GDALOpen() 函数返回NULL则表示打开失败，同时 CPLError() 函数产生相应的错误信息。 如果您需要对错误进行处理可以参考 CPLError() 相关文档。通常情况下，所有的 GDAL函数都通过CPLError()报告错误。另外需要注意的是pszFilename并不一定对应一个 实际的文件名(当然也可以就是一个文件名)。它的具体解释由相应的驱动程序负责。 它可能是一个URL，或者是文件名以后后面带有许多用于控制打开方式的参数。通常建议， 不要在打开文件的选择对话框中对文件的类型做太多的限制。

获取Dataset信息

如果GDAL数据模型一节所描述的，一个GDALDataset包含了光栅数据的一系列的波段信息。 同时它还包含元数据、一个坐标系统、投影类型、光栅的大小以及其他许多信息。

1 adfGeoTransform[0] /*左上角 x*/

2 adfGeoTransform[1] /*东西方向一个像素对应的距离*/

3 adfGeoTransform[2] /*旋转, 0表示上面为北方*/

4 adfGeoTransform[3] /*左上角 y*/

5 adfGeoTransform[4] /*旋转, 0表示上面为北方*/

6 adfGeoTransform[5] /*南北方向一个像素对应的距离*/

如果需要输出dataset的基本信息，可以这样：

In C++:

1 　 double adfGeoTransform[6];2

3 printf( "Driver: %s/%s\n",4 poDataset->GetDriver()->GetDescription(),5 poDataset->GetDriver()->GetMetadataItem( GDAL_DMD_LONGNAME ) );6

7 printf( "Size is %dx%dx%d\n",8 poDataset->GetRasterXSize(), poDataset->GetRasterYSize(),9 poDataset->GetRasterCount() );10

11 if( poDataset->GetProjectionRef() !=NULL )12 printf( "Projection is `%s'\n", poDataset->GetProjectionRef() );13

14 if( poDataset->GetGeoTransform( adfGeoTransform ) ==CE_None )15 {16 printf( "Origin = (%.6f,%.6f)\n",17 adfGeoTransform[0], adfGeoTransform[3] );18

19 printf( "Pixel Size = (%.6f,%.6f)\n",20 adfGeoTransform[1], adfGeoTransform[5] );21 }

In C:

1 GDALDriverH hDriver;2 doubleadfGeoTransform[6];3

4 hDriver =GDALGetDatasetDriver( hDataset );5 printf( "Driver: %s/%s\n",6 GDALGetDriverShortName( hDriver ),7 GDALGetDriverLongName( hDriver ) );8

9 printf( "Size is %dx%dx%d\n",10 GDALGetRasterXSize( hDataset ),11 GDALGetRasterYSize( hDataset ),12 GDALGetRasterCount( hDataset ) );13

14 if( GDALGetProjectionRef( hDataset ) !=NULL )15 printf( "Projection is `%s'\n", GDALGetProjectionRef( hDataset ) );16

17 if( GDALGetGeoTransform( hDataset, adfGeoTransform ) ==CE_None )18 {19 printf( "Origin = (%.6f,%.6f)\n",20 adfGeoTransform[0], adfGeoTransform[3] );21

22 printf( "Pixel Size = (%.6f,%.6f)\n",23 adfGeoTransform[1], adfGeoTransform[5] );24 }

In Python:

1print 'Driver:', dataset.GetDriver().ShortName,'/', \2 dataset.GetDriver().LongName3 print 'Size is',dataset.RasterXSize,'x',dataset.RasterYSize, \4 'x',dataset.RasterCount5 print 'Projection is',dataset.GetProjection()6

7 geotransform =dataset.GetGeoTransform()8 if not geotransform isNone:9 print 'Origin = (',geotransform[0], ',',geotransform[3],')'

10 print 'Pixel Size = (',geotransform[1], ',',geotransform[5],')'

获取一个光栅波段

现在，我们可以通过GDAL获取光栅的一个波段。同样每个波段含有元数据、块大小、 颜色表以前其他一些信息。下面的代码从dataset获取一个GDALRasterBand对象， 并且显示它的一些信息。

In C++:

1 GDALRasterBand *poBand;2 intnBlockXSize, nBlockYSize;3 intbGotMin, bGotMax;4 double adfMinMax[2];5

6 poBand = poDataset->GetRasterBand( 1);7 poBand->GetBlockSize( &nBlockXSize, &nBlockYSize );8 printf( "Block=%dx%d Type=%s, ColorInterp=%s\n",9 nBlockXSize, nBlockYSize,10 GDALGetDataTypeName(poBand->GetRasterDataType()),11 GDALGetColorInterpretationName(12 poBand->GetColorInterpretation()) );13

14 adfMinMax[0] = poBand->GetMinimum( &bGotMin );15 adfMinMax[1] = poBand->GetMaximum( &bGotMax );16 if( ! (bGotMin &&bGotMax) )17 GDALComputeRasterMinMax((GDALRasterBandH)poBand, TRUE, adfMinMax);18

19 printf( "Min=%.3fd, Max=%.3f\n", adfMinMax[0], adfMinMax[1] );20

21 if( poBand->GetOverviewCount() > 0)22 printf( "Band has %d overviews.\n", poBand->GetOverviewCount() );23

24 if( poBand->GetColorTable() !=NULL )25 printf( "Band has a color table with %d entries.\n",26 poBand->GetColorTable()->GetColorEntryCount() );

In C:

1 GDALRasterBandH hBand;2 intnBlockXSize, nBlockYSize;3 intbGotMin, bGotMax;4 double adfMinMax[2];5

6 hBand = GDALGetRasterBand( hDataset, 1);7 GDALGetBlockSize( hBand, &nBlockXSize, &nBlockYSize );8 printf( "Block=%dx%d Type=%s, ColorInterp=%s\n",9 nBlockXSize, nBlockYSize,10 GDALGetDataTypeName(GDALGetRasterDataType(hBand)),11 GDALGetColorInterpretationName(12 GDALGetRasterColorInterpretation(hBand)) );13

14 adfMinMax[0] = GDALGetRasterMinimum( hBand, &bGotMin );15 adfMinMax[1] = GDALGetRasterMaximum( hBand, &bGotMax );16 if( ! (bGotMin &&bGotMax) )17 GDALComputeRasterMinMax( hBand, TRUE, adfMinMax );18

19 printf( "Min=%.3fd, Max=%.3f\n", adfMinMax[0], adfMinMax[1] );20

21 if( GDALGetOverviewCount(hBand) > 0)22 printf( "Band has %d overviews.\n", GDALGetOverviewCount(hBand));23

24 if( GDALGetRasterColorTable( hBand ) !=NULL )25 printf( "Band has a color table with %d entries.\n",26 GDALGetColorEntryCount(27 GDALGetRasterColorTable( hBand ) ) );

In Python:

1 band = dataset.GetRasterBand(1)2

3 print 'Band Type=',gdal.GetDataTypeName(band.DataType)4

5 min =band.GetMinimum()6 max =band.GetMaximum()7 if min is not None and max isnot None:8 (min,max) = ComputeRasterMinMax(1)9 print 'Min=%.3f, Max=%.3f' %(min,max)10

11 if band.GetOverviewCount() > 0:12 print 'Band has', band.GetOverviewCount(), 'overviews.'

13

14 if not band.GetRasterColorTable() isNone:15 print 'Band has a color table with', \16 band.GetRasterColorTable().GetCount(), 'entries.'

读光栅数据

GDAL有几种读光栅数据的方法，但是GDALRasterBand::RasterIO()是最常用的一种。 该函数可以自动转换数据类型、采样以及裁剪。下面的代码读光栅的第1行数据， 同时转换为float保存到缓冲。

In C++:

1 float *pafScanline;2 int nXSize = poBand->GetXSize();3

4 pafScanline = (float *) CPLMalloc(sizeof(float)*nXSize);5 poBand->RasterIO( GF_Read, 0, 0, nXSize, 1,6 pafScanline, nXSize, 1, GDT_Float32,7 0, 0 );

In C:

1 float *pafScanline;2 int nXSize =GDALGetRasterBandXSize( hBand );3

4 pafScanline = (float *) CPLMalloc(sizeof(float)*nXSize);5 GDALRasterIO( hBand, GF_Read, 0, 0, nXSize, 1,6 pafScanline, nXSize, 1, GDT_Float32,7 0, 0 );

In Python:

1 scanline = band.ReadRaster( 0, 0, band.XSize, 1, \2 band.XSize, 1, GDT_Float32 )

返回的是一个string，包含了xsize*4大小的二进制数据，是float类型指针。 可以使用python的struct模块转换为python数据类型：

1 import struct

2

3 tuple_of_floats = struct.unpack('f' * b2.XSize, scanline)

RasterIO函数的完整说明如下：

1 CPLErr GDALRasterBand::RasterIO( GDALRWFlag eRWFlag,2 int nXOff, int nYOff, int nXSize, intnYSize,3 void * pData, int nBufXSize, intnBufYSize,4 GDALDataType eBufType,5 intnPixelSpace,6 int nLineSpace )

RasterIO()可以通过指定eRWFlag参数来确定是读/写数据(GF_Read或GF_Write)。 参数nXOff/nYOff/nXSize/nYSize描述了要读的影象范围(或者是写)。同时它也可以 自动处理边界等特殊情况。

参数pData指定读/写对应的缓冲。缓冲的类型必须是eBufType中定义的， 例如GDT_Float32、GDT_Byte等。RasterIO ()会自动转换缓冲和波段的类型， 使它们一致。当数据向下转换时，或者是数据超出转换后的数据类型可以表示的范围时， 将会用最接近的数据来代替。例如一个 16位的整数被转换为GDT_Byte时，所有大于255的 值都会用255代替(数据并不会被缩放)。

参数nBufXSize和nBufYSize描述了缓冲的大小。当时读写是是全部数据时， 该值和影象的大小相同。当需要对影象抽样的时候，缓冲也可以比真实的影象小。 因此，利用RasterIO()实现预览功能是很方便的。

参数nPixelSpace和nLineSpace通常被设置为0。当然，也可以使用他们来控制内存中的数据。 关闭Dataset

需要强调的一点是：GDALRasterBand对象属于相应的dataset，用户不能私自delete 任何GDALRasterBand对象。GDALDataset可以用GDALClose()关闭数据，或者是直接 delete GDALDataset对象。关闭GDALDataset的时候会进行相关的清除操作和刷新一些写操作。

创建文件的技巧

如果相应格式的驱动支持写操作的话，则可以创建文件。GDAL有两函数可以创建文件： CreateCopy()和Create()。 CreateCopy()函数直接从参数给定的数据集复制数据。 Create()函数则需要用户明确地写入各种数据(元数据、光栅数据等)。所有支持创建 的格式驱动都支持CreateCopy()函数，但是并不一定支持Create()函数。

为了确定数据格式是否支持Create或CreateCopy，可以检查驱动对象中的DCAP_CREATE 和DCAP_CREATECOPY元数据。在使用GetDriverByName()函数之前确保GDALAllRegister() 已经被调用过。

In C++:

1 #include "cpl_string.h"

2 ...3 const char *pszFormat = "GTiff";4 GDALDriver *poDriver;5 char **papszMetadata;6

7 poDriver = GetGDALDriverManager()->GetDriverByName(pszFormat);8

9 if( poDriver ==NULL )10 exit( 1);11

12 papszMetadata = poDriver->GetMetadata();13 if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATE, FALSE ) )14 printf( "Driver %s supports Create() method.\n", pszFormat );15 if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATECOPY, FALSE ) )16 printf( "Driver %s supports CreateCopy() method.\n", pszFormat );

In C:

1 #include "cpl_string.h"

2 ...3 const char *pszFormat = "GTiff";4 GDALDriver hDriver =GDALGetDriverByName( pszFormat );5 char **papszMetadata;6

7 if( hDriver ==NULL )8 exit( 1);9

10 papszMetadata =GDALGetMetadata( hDriver, NULL );11 if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATE, FALSE ) )12 printf( "Driver %s supports Create() method.\n", pszFormat );13 if( CSLFetchBoolean( papszMetadata, GDAL_DCAP_CREATECOPY, FALSE ) )14 printf( "Driver %s supports CreateCopy() method.\n", pszFormat );

In Python:

1 format = "GTiff"

2 driver =gdal.GetDriverByName( format )3 metadata =driver.GetMetadata()4 ifmetadata.has_key(gdal.DCAP_CREATE) \5 and metadata[gdal.DCAP_CREATE] == 'YES':6 print 'Driver %s supports Create() method.' %format7 ifmetadata.has_key(gdal.DCAP_CREATECOPY) \8 and metadata[gdal.DCAP_CREATECOPY] == 'YES':9 print 'Driver %s supports CreateCopy() method.' % format

我们可以看出有些格式不支持Create()或CreateCopy()调用。

使用CreateCopy()

GDALDriver::CreateCopy()函数使用比较简单，并且原先数据中的所有信息都被正确 的设置。函数还可以 指定某些可的选择参数，也通过一个回调函数来获得数据复制的 进展情况。下面的程序用默认的方式copy一个pszSrcFilename文件，保存 为 pszDstFilename 文件。

In C++:

1 GDALDataset *poSrcDS = (GDALDataset *) GDALOpen( pszSrcFilename, GA_ReadOnly );2 GDALDataset *poDstDS = poDriver->CreateCopy( pszDstFilename, poSrcDS, FALSE,NULL, NULL, NULL );3 if( poDstDS !=NULL )4 delete poDstDS;

In C:

1 GDALDatasetH hSrcDS =GDALOpen( pszSrcFilename, GA_ReadOnly );2 GDALDatasetH hDstDS =GDALCreateCopy( hDriver, pszDstFilename, hSrcDS, FALSE, NULL, NULL, NULL );3 if( hDstDS !=NULL )4 GDALClose( hDstDS );

In Python:

1 src_ds =gdal.Open( src_filename )2 dst_ds = driver.CreateCopy( dst_filename, src_ds, 0 )

CreateCopy()返回一个可写入的dataset，并且返回的dataset最终需要用户 自己关闭(和delete)以保证数据被真正地写入磁盘 (dataset本身可能有缓冲)。 参数FALSE表示当转换到输出格式时遇到不匹配或者丢失数据时，CreateCopy()宽大处理。 这主要是因为输 出格式可能不支持输入的数据类型，或者是不支持写操作。

一个更复杂的处理方式是指定某些选项，并且用预定义的回调函数获得进度。

In C++:

1 #include "cpl_string.h"

2 ...3 char **papszOptions =NULL;4

5 papszOptions = CSLSetNameValue( papszOptions, "TILED", "YES");6 papszOptions = CSLSetNameValue( papszOptions, "COMPRESS", "PACKBITS");7 poDstDS = poDriver->CreateCopy( pszDstFilename, poSrcDS, FALSE,8 papszOptions, GDALTermProgress, NULL );9 if( poDstDS !=NULL )10 delete poDstDS;

In C:

1 #include "cpl_string.h"

2 ...3 char **papszOptions =NULL;4

5 papszOptions = CSLSetNameValue( papszOptions, "TILED", "YES");6 papszOptions = CSLSetNameValue( papszOptions, "COMPRESS", "PACKBITS");7 hDstDS =GDALCreateCopy( hDriver, pszDstFilename, hSrcDS, FALSE,8 papszOptions, GDALTermProgres, NULL );9 if( hDstDS !=NULL )10 GDALClose( hDstDS );

In Python:

1 src_ds =gdal.Open( src_filename )2 dst_ds = driver.CreateCopy( dst_filename, src_ds, 0,3 [ 'TILED=YES', 'COMPRESS=PACKBITS' ] )

使用Create()

如果你不是简单地复制一个文件的话，就可能需要使用GDALDriver::Create()来创建文件。Create()的参数列表和CreateCopy()相似，但是需要明确指定影象的大小、 波段数以及波段数据类型。

In C++:

1 GDALDataset *poDstDS;2 char **papszOptions =NULL;3

4 poDstDS = poDriver->Create( pszDstFilename, 512, 512, 1, GDT_Byte, papszOptions );

In C:

1 GDALDatasetH hDstDS;2 char **papszOptions =NULL;3

4 hDstDS = GDALCreate( hDriver, pszDstFilename, 512, 512, 1, GDT_Byte, papszOptions );

In Python:

1 dst_ds = driver.Create( dst_filename, 512, 512, 1, gdal.GDT_Byte )

当dataset被正确地创建之后，特定的元数据和光栅数据都要被写到文件中。 这些操作一般需要依赖用户的具体选择，下边的代码是一个简单示例。

In C++:

1 double adfGeoTransform[6] = { 444720, 30, 0, 3751320, 0, -30};2 OGRSpatialReference oSRS;3 char *pszSRS_WKT =NULL;4 GDALRasterBand *poBand;5 GByte abyRaster[512*512];6

7 poDstDS->SetGeoTransform( adfGeoTransform );8

9 oSRS.SetUTM( 11, TRUE );10 oSRS.SetWellKnownGeogCS( "NAD27");11 oSRS.exportToWkt( &pszSRS_WKT );12 poDstDS->SetProjection( pszSRS_WKT );13 CPLFree( pszSRS_WKT );14

15 poBand = poDstDS->GetRasterBand(1);16 poBand->RasterIO( GF_Write, 0, 0, 512, 512,17 abyRaster, 512, 512, GDT_Byte, 0, 0);18

19 delete poDstDS;

In C:

1 double adfGeoTransform[6] = { 444720, 30, 0, 3751320, 0, -30};2 OGRSpatialReferenceH hSRS;3 char *pszSRS_WKT =NULL;4 GDALRasterBandH hBand;5 GByte abyRaster[512*512];6

7 GDALSetGeoTransform( hDstDS, adfGeoTransform );8

9 hSRS =OSRNewSpatialReference( NULL );10 OSRSetUTM( hSRS, 11, TRUE );11 OSRSetWellKnownGeogCS( hSRS, "NAD27");12 OSRExportToWkt( hSRS, &pszSRS_WKT );13 OSRDestroySpatialReference( hSRS );14

15 GDALSetProjection( hDstDS, pszSRS_WKT );16 CPLFree( pszSRS_WKT );17

18 hBand = GDALGetRasterBand( hDstDS, 1);19 GDALRasterIO( hBand, GF_Write, 0, 0, 512, 512,20 abyRaster, 512, 512, GDT_Byte, 0, 0);21

22 GDALClose( hDstDS );

In Python:

1 import Numeric, osr2

3 dst_ds.SetGeoTransform( [ 444720, 30, 0, 3751320, 0, -30] )4

5 srs =osr.SpatialReference()6 srs.SetUTM( 11, 1)7 srs.SetWellKnownGeogCS( 'NAD27')8 dst_ds.SetProjection( srs.ExportToWkt() )9

10 raster = Numeric.zeros( (512, 512) )11 dst_ds.GetRasterBand(1).WriteArray( raster )