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GDAL的数据模型.pdf

GDAL的数据模型.pdf

上传者: deirjie 2014-02-20 评分1 评论0 下载1 收藏0 阅读量556 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《GDAL的数据模型pdf》,可适用于软件工程领域,主题内容包含本文档描述了GDAL的数据模型也就是GDAL数据集能够包含的信息类型和信息的语义。DATASET数据集数据集(由GDALDataset类表示)是一个符等。

本文档描述了GDAL的数据模型也就是GDAL数据集能够包含的信息类型和信息的语义。DATASET数据集数据集(由GDALDataset类表示)是一个栅格波段数据和所有相关信息的集合。特别的数据集有一个应用于所有波段的栅格大小的概念(由像素或者行表示)。数据集也负责所有波段数据的地理投影转换和坐标定义的任务。数据集本身也能够有相关的元数据信息由“namevalue”形式的字符对来表示。注意:GDAL数据集和栅格波段数据模型是建立在OpenGIS格网数据模型之上的但这种关系并不十分紧密。COORDINATESYSTEM坐标系统Dataset的坐标系统是由OpenGIS知名的文本字符串来表示的。它包含:整体坐标系名称地理坐标系名称基准标识椭球体名称长半轴及扁率本初子午线名称和从格林威治偏移投影类型(例如:横轴墨卡托投影)投影参数列表(例如:中央子午线)单位以及转换为米或弧度转换参数坐标轴的名称和顺序预定义坐标系统时上述大多数术语所需要的官方代码例如EPSG更多关于OpenGISWKT坐标系统的定义信息和操作方法参见OSR教程和OGRSpatialReference类文档。由GDALDataset::GetProjectionRef()返回的坐标系统描述了由GDALDataset::GetGeoTransform()返回的仿射坐标转换的地理坐标信息。由GDALDataset::GetGCPProjection()返回的坐标系统描述的是GDALDataset::GetGCPs()返回的控制点信息。注意:返回的坐标系统字符串若为“”表示地理参考坐标信息为空。仿射地理坐标转换GDAL数据集有两种方式描述栅格(由像素行表示)位置信息和地理参考坐标信息。第一种也是最常用的一种是仿射变换(另一种是控制点变换)。仿射转换由个转换系数组成它们通过将图像的像素行坐标转换到地理参考空间的GDALDataset::GetGeoTransform()方法返回得到转换关系如下:Xgeo=GT()Xpixel*GT()Yline*GT()Ygeo=GT()Xpixel*GT()Yline*GT()对于上方为北方的图像GT()和GT()系数值为GT()为像素宽GT()为像素高(GT()GT())是图像左上角像素位置。注意:上述的像素行坐标是从左上角像素位置()到图像右下角像素位置图像宽和高是由像素表示的。因此图像中央位置的像素行位置应该为()。GCP控制点一个数据集可以有一系列的控制点它们表示栅格坐标向地理参考坐标的一个或多个变换关系。所有的控制点共用一个地理参考坐标系统(由GDALDataset::GetGCPProjection()返回)。每个控制点(表示为GDALGCP类)包含如下信息:typedefstruct{char*pszIdchar*pszInfodoubledfGCPPixeldoubledfGCPLinedoubledfGCPXdoubledfGCPYdoubledfGCPZ}GDALGCPpszId字符应该是数据集控制点集中每个控制点唯一的标识(经常是但并不总是连续的)。pszInfo通常为空字符串但能够包含任何用户定义的与控制点相关的信息文本同时也可以包含控制点中的机器可解析信息状态但这里并未包含。(像素行)坐标表示控制点在栅格图像中的位置(X,Y,Z)坐标表示控制点在地理空间中的位置Z值通常为。GDAL数据模型并不指定从控制点中提取的转换方法这是应用程序应该做的。到阶多项式是常用的方法。通常一个数据集会包含仿射变换信息或者控制点信息或者都不包含。两者都包含并不常见这样就不知道使用哪个。元数据GDAL元数据是辅助格式由名称值(namevalue)的形式保存的应用程序特殊文字数据。名称(name)需要严格的标记(无空格和生僻的字符)值(value)可以是任意长度、包含除了字符串元数据处理系统并不适合处理大体积的元数据。处理数据集中大于K的元数据通常会引发奇怪的问题。一些格式支持通用(用户定义)的元数据然而另外一些格式驱动器会匹配特殊的格式字段到元数据名称上。例如TIFF格式驱动器返回一些信息标签作为元数据包括日期时间字段返回格式为:TIFFTAGDATETIME=::::元数据被分割成名称的组合叫做域默认域没有名称(或者“”)。一些特殊的域为了特殊的目的存在。注意:目前没有任何方法可以列举出一个对象的所有可用的域但是应用程序能够“测试”任何它们知道如何解析的域。下面的元数据元素包含了默认域中良好定义的语义信息:AREAORPOINT::可能是“Area”(默认)或者是“Point”。表示一个像素值是表示整个像素区域还是用只表在像素区域中央的点值。这并不影响保留了面向区域的地理参考的解译。NODATAVALUES:值为一个对应于数据集中波段数目的空间分隔的像素值表示能够被用来正确的识别数据集中没有值的像素。利用这种表示空值的方式使得一个像素在所有波段中当且仅当所有波段的该像素值都满足NODATAVALUES元祖。这个元数据并不被目前的GDAL驱动器算法和组织所广泛推荐。MATRIXREPRESENTATION:这个值用于极化雷达数据包含了该数据提供的矩阵表示。下面的是合法的值:SCATTERINGSYMMETRIZEDSCATTERINGCOVARIANCESYMMETRIZEDCOVARIANCECOHERENCYSYMMETRIZEDCOHERENCYKENNAGHSYMMETRIZEDKENNAGHPOLARIMETRICINTERP:这个元数据元素是为了极化雷达数据的栅格波段而定义的表示指定矩阵数据所代表的该波段的入口例如这个元素的合法值有HH、HV、VH、VV。当数据集是一个协方差矩阵时这个元数据元素就会是Covariance,Covariance,Covariance,Covariance,Covariance,Covariance中的一个(因为矩阵本身就是一个厄米特矩阵这是描述矩阵所需的全部数据)。SUBDATASETSDOMAIN子数据集域这个子数据集域包含了一个子数据集的列表。通常用于提供指向一个多图像文件中图像列表的指针。例如一个包含两幅图像的NITF文件可能具有下面的子数据集列表SUBDATASETNAME=NITFIM::multibntfSUBDATASETDESC=ImageofmultibntfSUBDATASETNAME=NITFIM::multibntfSUBDATASETDESC=ImageofmultibntfNAME为字符串能够传入GDALOpen()函数来接触到文件。DESC是一个对用户友好的字符串能够在选择窗口中对用户显示。支持子数据集的驱动器建议使用DMD子数据集的功能。这个信息显示为格式和格式传入命令行的实用程序。目前支持子数据集的驱动器有:ADRG,ECRGTOC,GEORASTER,GTiff,HDF,HDF,netCDF,NITF,NTv,OGDI,PDF,PostGISRaster,Rasterlite,RPFTOC,RS,WCS,andWMS。IMAGESTRUCTURE图像结构域元数据的默认域目的就是连接到图像不是特别为了连接到图像在硬盘的存储方式。也就是说当数据集被拷贝到新的格式时它适合同数据集一起拷贝存储。一些感兴趣的信息被紧密的连接到指定的数据格式和存储方式上为了防止这些信息被同时拷贝到新的格式定义了一个特殊的域叫做IMAGESTRUCTURE表明不能被拷贝到新的格式。目前下面的元素被RFC定义表示IMAGESTRUCTURE域中特殊的语义。COMPRESSION:NBITS:INTERLEAVE:PIXELTYPE:RPC域RPC元数据域包含了描述图像有理多项式系数的地理模型信息如果有的话。这个地理模型能够被用于在像素行和地理参考位置之间转换。这个元素定义的模型为:ERRBIAS:ErrorBiasTheRMSbiaserrorinmetersperhorizontalaxisofallpointsintheimage(ifunknown)ERRRAND:ErrorRandomRMSrandomerrorinmetersperhorizontalaxisofeachpointintheimage(ifunknown)LINEOFF:LineOffsetSAMPOFF:SampleOffsetLATOFF:GeodeticLatitudeOffsetLONGOFF:GeodeticLongitudeOffsetHEIGHTOFF:GeodeticHeightOffsetLINESCALE:LineScaleSAMPSCALE:SampleScaleLATSCALE:GeodeticLatitudeScaleLONGSCALE:GeodeticLongitudeScaleHEIGHTSCALE:GeodeticHeightScaleLINENUMCOEFF():LineNumeratorCoefficientsTwentycoefficientsforthepolynomialintheNumeratorofthernequation(spaceseparated)LINEDENCOEFF():LineDenominatorCoefficientsTwentycoefficientsforthepolynomialintheDenominatorofthernequation(spaceseparated)SAMPNUMCOEFF():SampleNumeratorCoefficientsTwentycoefficientsforthepolynomialintheNumeratorofthecnequation(spaceseparated)SAMPDENCOEFF():SampleDenominatorCoefficientsTwentycoefficientsforthepolynomialintheDenominatorofthecnequation(spaceseparated)这些字段直接来自于GeoTIFFRPC文件然后被紧密的封装在NITFRPCB定义模型中。XML域任何由“xml:”修饰的域名并不是常规的名称值(namevalue)对元数据。它仅仅是单独的XML文档存储在一个大的字符串中。RASTERBAND栅格波段栅格波段在GDAL中通过GDALRasterBand类表示代表了一个单独的栅格数据波段通道图层它并不需要表示整个图像。例如一个位的RGB图像通常被表示为红、绿、蓝个波段的数据集。一个栅格波段含有如下属性:宽和高(由像素或者行表示)如果是全分辨率的图像这里的定义与数据集中的定义一样。数据类型(GDALDataType)Byte、UInt、Int、UInt、Int、Float、Float和复杂类型CInt、CInt、CFloat、CFloat中的一种。块大小。这是首选(高效)访问的块大小。对于瓦片图像来说就是一个瓦片的大小对于行扫描图像来说就是一个扫描线的大小。名称值(namevalue)对的元数据列表与数据集中格式一样但是信息是只指向这个波段的信息。描述性字符串(可选)。无数据的像元值(可选)。图像掩膜(可选)。目录名称(专题图中的类名)(可选)。最大值和最小值(可选)。将图像像素值转换为有意义的值时所需要的偏移和比例例如将图像高度转换为米。(可选)。单位名称例如表示高程数据的单位(可选)。波段的色彩描述值为下面的一种:GCIUndefined:默认值GCIGrayIndex:独立的灰度图像GCIPaletteIndex::这个栅格图像表现为一个颜色表的索引颜色GCIRedBand:RGB或RGBA图像的红色波段GCIGreenBand:RGB或RGBA图像的绿色波段GCIBlueBand:RGB或RGBA图像的蓝色波段GCIAlphaBand:RGB或RGBA图像的Alpha波段GCIHueBand:HLS图像的色调波段GCISaturationBand:HLS图像的饱和度波段GCILightnessBand:HLS图像的明度波段GCICyanBand:CMY或CMYK图像的青色波段GCIMagentaBand:CMY或CMYK图像的品红波段GCIYellowBand:CMY或CMYK图像的黄色波段GCIBlackBand:CMY或CMYK图像的黑色波段颜色表较低分辨率的概览图(影像金字塔如果有的话)颜色表颜色表由或者更多的颜色描述如下:typedefstruct{gray,red,cyanorhueshortcgreen,magenta,orlightnessshortcblue,yellow,orsaturationshortcalphaorblackbandshortc}GDALColorEntry颜色表也有一个描述值(GDALPalettInterp)描述下述值中的一组表明cccc颜色值如何被解译。GPIGray:把c作为灰度值GPIRGB:把c作为红波段c为绿波段c为蓝波段c为alpha波段GPICMYK:c作为青色波段c作为品红波段c作为黄色波段c作为黑色波段GPIHLS:c作为色调波段c作为亮度波段c作为饱和度波段关联一个栅格像素到一个颜色像元值被用作颜色表中的脚本。也就是说颜色值总是被应用为开始递增。没有规定指出在查询颜色表之前如何一个预先制定一个机器颜色。概览一个波段可能含有个或者更多的概览每个概览被表示为一个“独立的”GDALRasterBand概览的大小(以像素或者行为单位)与波段大小不一样但覆盖的地理区域与全分辨率波段是一致的。概览被用于更快速地显示低分辨率的影像。波段通常有一个HasArbitraryOverviews属性TRUE表示图像能够在任何波段快速的读取但是没有截然不同的概览层级。这个被应用与一些FFT编码的图像或者通过网关的图像(比如OGDI)这些图像能够在遥感阶段快速的向下重采样。

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