8.GDAL数据集总体概览
GDAL使用抽象數(shù)據(jù)模型(abstract data model)來解析它所支持的數(shù)據(jù)格式，抽象數(shù)據(jù)模型中包括下面幾部分內(nèi)容：
- 數(shù)據(jù)集(Dataset)
- 坐標(biāo)系統(tǒng)(Coordinate System)
- 仿射地理坐標(biāo)系統(tǒng)(AffineGeoTransform)
- 地面控制點(GCPs)
- 元數(shù)據(jù)(Metadata)
- 子數(shù)據(jù)集域(Subdatasets Domain)
- 圖像結(jié)構(gòu)域(Image_Structure Domain)
- RPC域(RPC Domain)
- XML域(XML:Domain)
- 柵格波段(Raster Band)
- 顏色表(Color Table)
- 快視圖(Overviews)
1. 數(shù)據(jù)集(Dataset)
數(shù)據(jù)集是由柵格波段和一些相關(guān)的信息共同組成的。在一個數(shù)據(jù)集中所有的波段都具有相同的大小，即圖像行數(shù)和列數(shù)相等；相關(guān)信息包括該i數(shù)據(jù)的地理坐標(biāo)、投影信息以及一些元數(shù)據(jù)信息等，其中元數(shù)據(jù)信息是由形如“名稱:值”的字符串組成的字符串列表
GDAL數(shù)據(jù)集是基于OpenGIS網(wǎng)格數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)的。
2. 坐標(biāo)系統(tǒng)(Coordinate System)
數(shù)據(jù)集中的坐標(biāo)系統(tǒng)是使用OpenGIS的WKT字符串格式來實現(xiàn)的，包含以下內(nèi)容。
- 坐標(biāo)系統(tǒng)名稱
- 地理坐標(biāo)系統(tǒng)名稱
- 大地水準(zhǔn)面
- 橢球體名稱、長半軸和扁率
- 中央經(jīng)線名稱與本初子午線的偏移量
- 投影方式
- 投影參數(shù)列表
- 單位名稱、單位與米或者弧度之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)
- 坐標(biāo)軸名稱和順序
- 以上各項對應(yīng)的EEPPSG代碼
3. 元數(shù)據(jù)(Metadata)
GDAL中的元數(shù)據(jù)是對該數(shù)據(jù)的一個輔助說明，元數(shù)據(jù)的格式是由一系列形如"名稱=值"的字符串組成的列表。元數(shù)據(jù)的名稱由指定的付好構(gòu)成的任何字符。
數(shù)據(jù)集中最好不要存儲太多元數(shù)據(jù)，如果元數(shù)據(jù)大小超過100KB就可能導(dǎo)致性能下降。
4. 子數(shù)據(jù)集域(Subdatasets Domain)
子數(shù)據(jù)集域是含有多個子數(shù)據(jù)集的字符串列表，通常用來提供指向多個影像的指針，這些影像存儲在同一個多影像文件中
5. 圖像結(jié)構(gòu)域(Image_Structure Domain)
在默認(rèn)域的元數(shù)據(jù)用來描述圖像的相關(guān)信息，這些元數(shù)據(jù)并沒有以特殊的方式保存在磁盤中。意思就是說，當(dāng)這些元數(shù)據(jù)信息被復(fù)制到一個新的圖像中的時候，會以合適的方式存在新的圖像中。此外還有一些信息是和圖像的格式緊密關(guān)聯(lián)的。為了防止這些信息在寫入新圖像的時候被復(fù)制，將這些信息存儲在一個叫IMAGE_STRUCTURE的特殊域中，通常這里存儲的東西不會寫入到新的圖像中去。
目標(biāo)，在IMAGE_STRUCTURE域中定義的項目主要有下面幾個。
-
COMPRESSION:壓縮方式用來指定數(shù)據(jù)集或者波段的壓縮方式，這個是沒有固定的壓縮類型名稱，但是一個指定的格式，如果指定壓縮方式，那么在創(chuàng)建的時候會使用這種壓縮方式進(jìn)行壓縮。
-
NBITS:當(dāng)前波段或者當(dāng)前數(shù)據(jù)集的波段中真實的數(shù)據(jù)存儲bit數(shù)。通常只有非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型才會使用該值，比如TIFF圖像中的1bit數(shù)據(jù)，在GDAL會使用GDT_Byte來表示。
-
INTERLEAVE:這個只能用在數(shù)據(jù)集中，用來表示一個像元，一行和一個波段之間的間隔，可以用來作為讀取數(shù)據(jù)的一個提示。
-
PIXELTYPE:這個值會出現(xiàn)在一個GDT_Byte類型的波段（或者相應(yīng)的數(shù)據(jù)集）中，并且會使用SIGNEDBYTE值來表示無符號byte值介于128和255之間值應(yīng)該轉(zhuǎn)換為-128到-1之間。
6. RPC域（RPCDomain）
RPC元數(shù)據(jù)域存儲的是有理函數(shù)模型的系數(shù)，該模型表示從圖像行列號與空間參考位置間的變換關(guān)系，該模型具體定義如下：
- ERR_BIAS: 偏移誤差，圖像上所有的點在水平軸上的偏移的中誤差，-1.0表示未知。
- ERR_RAND: 隨機(jī)誤差，圖像上所有的點在水平軸上的隨機(jī)中誤差，-1.0表示未知。
- LINE_OFF: 行偏移量
- SAMP_OFF: 列偏移量
- LAT_OFF: 緯度偏移量
- LONG_OFF: 經(jīng)度偏移量
- HEIGHT_OFF: 高程偏移量
- LINE_SCALE: 行縮放比例
- SAMP_SCALE: 列縮放比例
- LAT_SCALE: 緯度縮放比例
- LONG_SCALE: 經(jīng)度縮放比例
- HEIGHT_SCALE: 高程縮放比例
- LINE_NUM_COEFF (1-20): 行分子系數(shù)，一共20個（使用空格隔開）
- LINE_DEN_COEFF (1-20): 行分母系數(shù)，一共20個（使用空格隔開）
- SAMP_NUM_COEFF (1-20): 列分子系數(shù)，一共20個（使用空格隔開）
- SAMP_DEN_COEFF (1-20): 列分母系數(shù)，一共20個（使用空格隔開）
- 些內(nèi)容都是來自GeoTIFF的RPC文檔(http://geotiff.maptools.org/rpc_prop.html)。
7. XML域（XML:Domains）
任何前綴是“xml:”的一個字符串，但不是名稱/值這種類型的，這是一個簡單的XML格式的長字符串。
8. 柵格波段（Raster Band）
一個柵格波段在GDAL中使用GDALRasterBand類來進(jìn)行表示。他表示一個柵格波段、通道或者圖層。波段不能完全用來表示整個圖像，比如一個24位的RGB圖像中就含有三個波段，分別是紅波段，綠波段和藍(lán)波段。
柵格波段含有下面屬性：
- 圖像的寬和高，這個和數(shù)據(jù)集里面的定義一樣，如果這個波段是全分辨率波段的話。（這里有個說明，GDALRasterBand還可以表示金字塔的波段，如果是金字塔的波段的話，里面的寬高就和圖像的寬高不一樣）。
- 數(shù)據(jù)類型(GDALDataType)。應(yīng)該是Byte、UInt16、Int16、UInt32、Int32、Float32、Float64以及復(fù)數(shù)類型CInt16、CInt32、CFloat32和CFloat64中的一個。
- 大小。通過塊是讀取數(shù)據(jù)最高效的方式，對于分塊數(shù)據(jù)，就是一個分塊大小，對于大多數(shù)圖像來說，一塊就是一行。
- 稱/值的元數(shù)據(jù)對，格式和數(shù)據(jù)集中的一員，但是包含的信息可能是波段特有的。
- 個可選的波段描述字符串。
- 個可選的用來描述NODATA值的像元值。
- 個可選的NODATA值表示的掩碼波段或者在某些時候作為透明通道。
- 選的類別名稱列表（用于分類圖）
- 選的最大值和最小值。
- 選的偏移量和縮放比例，用來對圖像的像素值進(jìn)行變換，比如變換高度到米等。
- 像單位名稱，可選。比如可以用來表示高程數(shù)據(jù)的海拔。
- 段的顏色信息，是下面值中的某一個：
-
GCI_Undefined:默認(rèn)值，未知
-
GCI_GrayIndex: 灰度圖
-
GCI_PaletteIndex:顏色表圖
-
GCI_RedBand: RGBA圖像的R部
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GCI_GreenBand: RGBA圖像的G部
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GCI_BlueBand: RGBA圖像的B部
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GCI_AlphaBand: RGBA圖像的Alpha部
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GCI_HueBand: HLS圖像的色調(diào)部
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GCI_SaturationBand: HLS圖像的飽和度部
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GCI_LightnessBand:HLS圖像的亮度部
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GCI_CyanBand: CMYK圖像的青色部
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GCI_MagentaBand: CMYK圖像的品紅部
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GCI_YellowBand: CMYK圖像的黃色部
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GCI_BlackBand: CMYK圖像的黑色部。
- 顏色表，下面有更詳細(xì)的說明
- 如果金字塔可用，含有一些關(guān)于金字塔的信息。
-
9. 顏色表（Color Table）
顏色表的定義如下，使用C語言的風(fēng)格定義：
typedef struct {/- gray, red, cyan or hue-/short c1;/- green, magenta, orlightness -/ short c2;/- blue, yellow, orsaturation -/short c3;/- alpha or blackband -/short c4; } GDALColorEntry;顏色表通常是顏色調(diào)色板的一個值，對于c1/c2/c3/c4 四個值對應(yīng)不同的調(diào)色板，其表示的含義不同，具體表示見下：
- GPI_Gray: 使用c1表示灰度值
- GPI_RGB: c1表示紅色，c2表示綠色，c3表示藍(lán)色，c4表示alpha通道
- GPI_CMYK: c1表示青色，c2表示洋紅，c3表示黃色，c4表示黑色
- GPI_HLS: c1表示色調(diào)，c2表示亮度，c3表示飽和度。
通過顏色表，將象元值用顏色表中的顏色來進(jìn)行表示，顏色表中的值是從0開始遞增。
10. 快視圖（Overviews）
一個波段中可能沒有或者有很多個快視圖。每個快視圖都是一個GDALRasterBand，略縮圖大小將和其下層的柵格大小不一樣，但是快視圖表示的區(qū)域與整個圖像的區(qū)域是一致的。
快視圖是用來快速顯示圖像用的，使用全分辨率圖像進(jìn)行降采樣得到。
我們可以通過波段類中的HasArbitraryOverviews屬性來判斷是否由快視圖，如果返回TRUE表示有，就可以讀取任何分辨率的快視圖。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的8.GDAL数据集总体概览的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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