Описание скрипта для получения значений растра по точечным профилям.

Задача получения данных из растра (серии растров) по некоторому набору точечных объектов не редкость. Это необходимо при построении спектральных профилей, количественной оценке точности растровых данных, анализе изменений, при подготовке тренировочных наборов для классификации и т.д.

На сайте уже присутствует похожий инструмент, но он разработан для ArcView и имеет ряд ограничений.

Подготовка[править]

Для работы скрипта необходимо иметь сам скрипт, интерпретатор Python версии 2.5 или выше, библиотеку GDAL и ее привязки (bindings) к Python.

Наиболее простым способом получить необходимые компоненты в ОС Windows является использование установщика OSGeo4W:

1. загрузить и запустить установщик.
2. выбрать пункт «Расширенная установка» и нажать «Далее»
3. выбрать пакеты gdal и gdal-python (категория Libs), нажать «Далее»
4. выбранные пакеты и необходимые зависимости будут загружены и установлены автоматически

Пользователи OC Linux должны установить необходимые пакеты при помощи пакетного менеджера своего дистрибутива.

Архив со скриптом необходимо распаковать, и файл extract_values.py поместить в любой удобный каталог, например, в C:\Tools\GIS. Запускать скрипт нужно из командной строки OSGeo4W.

Разработка скрипта ведется на Github. Там же лучше оставлять замечания по работе.

Использование[править]

Скрипт запускается из командной строки и принимает несколько параметров

extract_values.py [-q] [-c] [-r] [-g] [-f] point_shapefile [raster_file(s)] [-d directory_with_rasters] [-rl list,of,rasters] [-e extension]

• point_shapefile — точечный shape-файл, по объектам которого будет выполняться экстракция значений
• raster_file(s) — список растров из которых необходимо извлечь данные. Если растры и скрипт находятся в разных каталогах, необходимо указывать полный путь к файлам. Элементы списка разделяются пробелами
• -c — запись данных во внешний файл. В этом режиме будет создан CSV-файл (имя совпадает с именем shape-файла + суффикс 'extract'), в котором будут присутствовать FID-ы записей и экстрагированные из растра значения. В этом режиме исходный shape-файл не изменяется.
• -f — создание файла CSV с переименованиями полей в формате RASTER;NEWFIELD;BAND. Файл удобно использовать для дальнейшего восстановления оригинальных названий полей. Это может понадобится так как DBF в ESRI Shape не может хранить названия полей длиннее чем 10 символов и GDAL их оптимизирует.
• -r — указывает на необходимость преобразования координат точек в систему координат растра. Используется, если растры и вектор имеют разные системы координат
• -rl — перечень растров из которых нужно извлечь данные, растры могут лежать в разных папках
• -g — использование gdallocationinfo для извлечения значений. Этот режим нужен когда исходные растры настолько велики, что не помещаются в память. Требует установленных утилит GDAL.
• -d — режим обработки каталога или каталогов. После ключа указывается каталог с растрами, экстракция данных будет выполняться из всех растров в каталоге. Если каталогов указано несколько (через запятую), будут обработаны они все.
• -e — расширение растров. Если указать, то из папки указанной выше будут обработаны только растры с этим расширением.
• -q — тихий режим. Если указать, то прогресс и дополнительные сообщения выводиться не будут.

Скрипт работает с одно- и многоканальными растровыми данными GDAL-совместимых форматов. Для каждого одноканального растрового слоя в точечном слое будет создано поле с названием, равным названию растрового слоя, а в случае многоканального растра к названию слоя добавится номер канала. ВАЖНО! Необходимо помнить, что название поля в формате DBF ограничено 10 символами, поэтому длинные названия будут обрезаться.

Ниже показан результат извлечения данных из 6-канального фрагмента Landsat (тип данных Byte, название файла снимка — clearcuts_174016.tiff), открытый в QGIS. К исходным двум полям shape-файла (id, taxon) добавились поля clearcut_1 - clearcut_6 (видим, что имена полей обрезаны чтобы удовлетворять требованиям формата DBF) со значениями соответствующих каналов в каждой точке.

Примеры[править]

Получить значения растра after.tiff по точечному shape-файлу poi.shp (скрипт и файлы находятся в одном каталоге)

extract_values.py poi.shp after.tiff

Получить значения растра after.tiff по точечному shape-файлу poi2.shp и записать их во внешний файл

extract_values.py -с poi2.shp after.tiff

Получить значения растра after.tiff по точечному shape-файлу poi2.shp, система координат которого отличается от системы координат растра

extract_values.py -r poi2.shp after.tiff

Получить значения растров before.tiff и after.tiff по точечному shape-файлу points.shp

extract_values.py points.shp before.tiff after.tiff

Получить значения всех растров каталога по точечному shape-файлу points.shp

extract_values.py points.shp -d D:\data\rasters_veg

Получить значения всех растров каталога с расширением *.tif по точечному shape-файлу points.shp использовать при этом gdalallocinfo.

extract_values.py -g points.shp -d D:\data\rasters_veg -e tif

Получить значения из нескольких растров лежащих в разных местах:

extract_values.py -g points.shp -rl D:\data1\input1.tif,D:\data2\input2.tif

Получить значения из нескольких папок растров в разных местах:

extract_values.py -g points.shp -d D:\data1\,D:\data2\

Ссылки по теме[править]

• Получение данных по точечным профилям из серий растровых данных
• Работа с растрами при помощи GDAL и Python
• Работа с векторными данными при помощи OGR и Python