如何使用Python中的GDAL库对遥感影像进行读取和存储

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如何使用Python中的GDAL库对遥感影像进行读取和存储

2023-09-17 22:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

与自然影像稍有不同,遥感影像一般有多个波段(波段数大于4),数据格式多为tiff,比如国产高分一号/二号遥感影像,多光谱影像有4个波段,分别为蓝(1)、绿(2)、红(3)以及近红外(4)波段,真彩色是321显示,假彩色是432显示。

利用遥感或GIS处理软件,如ENVI、ERDAS、ArcGIS等,可以很方便快捷地实现对图像进行读取、处理等操作。

然而,很多时候我们需要对大量的图像数据进行批量处理操作,这时候就需要我们自己编写代码来实现。这篇博客就简单地介绍,如何在Python中实现遥感影像的读取和存储操作。Python中,可以读取和存储遥感影像的库有一些,这里我仅介绍比较常用且经典的库--GDAL。

GDAL的安装

百度百科:GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)是一个在X/MIT许可协议下的开源栅格空间数据转换库。它利用抽象数据模型来表达所支持的各种文件格式。它还有一系列命令行工具来进行数据转换和处理。GDAL提供对多种栅格数据的支持,包括Arc/Info ASCII Grid(asc),GeoTiff (tiff),Erdas Imagine Images(img),ASCII DEM(dem) 等格式。

GDAL的安装有几种方式,可以通过下载对应Python版本的whl文件来安装,也可以使用pip命令来安装。建议使用pip或conda命令安装,比较简单方便,注意要加上版本号。

conda/pip install gdal=版本号

虽然我们安装的时候直接写的是gdal,但调用时,需要从osgeo里面调用,这是由于GDAL成为了OSGeo的子项目后(1.6版本以后),GDAL被包含在osgeo这个名字空间里了。

from osgeo import gdal 遥感影像读取

废话不多说,直接上代码

# -*- coding: utf-8 -*- from osgeo import gdal #读图像文件 def read_img(filename): dataset = gdal.Open(filename) #打开文件 im_width = dataset.RasterXSize #栅格矩阵的列数 im_height = dataset.RasterYSize #栅格矩阵的行数 im_bands = dataset.RasterCount #波段数 im_geotrans = dataset.GetGeoTransform() #仿射矩阵,左上角像素的大地坐标和像素分辨率 im_proj = dataset.GetProjection() #地图投影信息,字符串表示 im_data = dataset.ReadAsArray(0,0,im_width,im_height) del dataset return im_width, im_height, im_bands, im_proj, im_geotrans, im_data

可以看到,使用GDAL可以很方便的对多波段数据进行读取,还可以获得其投影参数和转换参数信息,这对影像是十分重要的。

遥感影像存储 # -*- coding: utf-8 -*- from osgeo import gdal #写GeoTiff文件 def write_img(filename, im_proj, im_geotrans, im_data): #判断栅格数据的数据类型 if 'int8' in im_data.dtype.name: datatype = gdal.GDT_Byte elif 'int16' in im_data.dtype.name: datatype = gdal.GDT_UInt16 else: datatype = gdal.GDT_Float32 #判读数组维数 if len(im_data.shape) == 3: im_bands, im_height, im_width = im_data.shape else: im_bands, (im_height, im_width) = 1, im_data.shape #创建文件 driver = gdal.GetDriverByName("GTiff") dataset = driver.Create(filename, im_width, im_height, im_bands, datatype) dataset.SetGeoTransform(im_geotrans) #写入仿射变换参数 dataset.SetProjection(im_proj) #写入投影 if im_bands == 1: dataset.GetRasterBand(1).WriteArray(im_data) #写入数组数据 else: for i in range(im_bands): dataset.GetRasterBand(i+1).WriteArray(im_data[i]) del dataset

这里,需要注意几点:

1、GDAL的数据类型,一般包括以下几种:

#gdal数据类型 #gdal.GDT_Byte, #gdal .GDT_UInt16, gdal.GDT_Int16, gdal.GDT_UInt32, gdal.GDT_Int32, #gdal.GDT_Float32, gdal.GDT_Float64

2、注意数据的存储波段顺序:im_bands, im_height, im_width。

3、创建文件时 driver = gdal.GetDriverByName("GTiff"),数据类型必须要指定,因为要计算需要多大内存空间。

总结

这里,我们可以影像读取和存储做成一个类文件,这样后续就可以方便的进行调用啦!

# -*- coding: utf-8 -*- from osgeo import gdal class IMAGE: #读图像文件 def read_img(self, filename): dataset = gdal.Open(filename) #打开文件 im_width = dataset.RasterXSize #栅格矩阵的列数 im_height = dataset.RasterYSize #栅格矩阵的行数 im_bands = dataset.RasterCount #波段数 im_geotrans = dataset.GetGeoTransform() #仿射矩阵,左上角像素的大地坐标和像素分辨率 im_proj = dataset.GetProjection() #地图投影信息,字符串表示 im_data = dataset.ReadAsArray(0,0,im_width,im_height) del dataset return im_width, im_height, im_bands, im_proj, im_geotrans, im_data #写GeoTiff文件 def write_img(self, filename, im_proj, im_geotrans, im_data): #判断栅格数据的数据类型 if 'int8' in im_data.dtype.name: datatype = gdal.GDT_Byte elif 'int16' in im_data.dtype.name: datatype = gdal.GDT_UInt16 else: datatype = gdal.GDT_Float32 #判读数组维数 if len(im_data.shape) == 3: im_bands, im_height, im_width = im_data.shape else: im_bands, (im_height, im_width) = 1, im_data.shape #创建文件 driver = gdal.GetDriverByName("GTiff") dataset = driver.Create(filename, im_width, im_height, im_bands, datatype) dataset.SetGeoTransform(im_geotrans) #写入仿射变换参数 dataset.SetProjection(im_proj) #写入投影 if im_bands == 1: dataset.GetRasterBand(1).WriteArray(im_data) #写入数组数据 else: for i in range(im_bands): dataset.GetRasterBand(i+1).WriteArray(im_data[i]) del dataset

 



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