gdalwarp:變形工具

1 gdalwarp:變形工具。包括投影、拼接、及相關的變形功能。此工具功能強大，但效率不高，使用時注意

gdalwarp [--help-general] [--formats]

    [-s_srs srs_def] [-t_srs srs_def] [-to "NAME=VALUE"]

    [-order n | -tps | -rpc | -geoloc] [-et err_threshold]

    [-refine_gcps tolerance [minimum_gcps]]

    [-te xmin ymin xmax ymax] [-tr xres yres] [-tap] [-ts width height]

    [-ovr level|AUTO|AUTO-n|NONE] [-wo "NAME=VALUE"] [-ot Byte/Int16/...] [-wt Byte/Int16]

    [-srcnodata "value [value...]"] [-dstnodata "value [value...]"] -dstalpha

    [-r resampling_method] [-wm memory_in_mb] [-multi] [-q]

    [-cutline datasource] [-cl layer] [-cwhere expression]

    [-csql statement] [-cblend dist_in_pixels] [-crop_to_cutline]

    [-of format] [-co "NAME=VALUE"]* [-overwrite]

    [-nomd] [-cvmd meta_conflict_value] [-setci] [-oo NAME=VALUE]*

    srcfile* dstfile

參考：http://www.gdal.org/gdalwarp.html

1.1 提升效率和精確度方法

目標：提升warp的執行效率。

原理：

主要是調整同樣變形參數，在-wo、-co中設置。

設置INIT_DEST ：INIT_DEST=[value]or INIT_DEST=NO_DATA表示初始化目標文件，若是不設置，則讀取源文件並覆蓋。

設置多線程數：NUM_THREADS（>=1.10），NUM_THREADS=N表示使用的線程數，若是N=ALL_CPUS則使用所有CPU。

增長緩存大小：GDAL_CACHEMAX：用於IO的緩存大小，越大則讀寫越快；-wm：用於中間操做緩存，越大則單次處理的數據量越大，可是若是每次處理的數據都很小，仍是會按此值進行單次讀寫，因此會致使效率變慢，此值應該視狀況設定。

提升精確度：-co TILED=YES，在輸出爲GeoTiff時，若是設置TILED表示將整個圖形由不一樣的塊組成；若是不設置，則默認將整個圖形由單同樣條組成（strip）組成；塊的精度比單同樣條高。官方建議儘可能使用此選項。

參考：http://en.wikipedia.org/wiki/Tagged_Image_File_Format

http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/UserDocs/GdalWarp#GeoTIFFoutputUse-coTILEDYESwhenpossible

方法：

gdalwarp

-wo set a warp option.能夠有多個-wo。

示例：

gdalwarp world_4326.tif out.tif -t_srs EPSG:3857-overwrite –wo NUM_THREADS=4-wm 512

參考：

http://www.gdal.org/structGDALWarpOptions.html#a0ed77f9917bb96c7a9aabd73d4d06e08

http://lists.osgeo.org/pipermail/gdal-dev/2013-January/035217.html

http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/FAQRaster#Howtoimprovegdalwarpperformance

2 應用

2.1 座標系統變換/投影變換

目的：根據源圖像和源座標系統，輸出指定座標系統的目標圖像。

原理：根據源座標系統和目的座標系統之間的數學關係，對源圖像進行逐點從新採樣，生成目標圖像。

方法：gdalwarp(直接投影效率很高)

-overwrite 若是目標圖像已經存在，則重寫（覆蓋）。

-s_srs 源座標系統

-t_srs 目標座標系統。能夠識別EPSG、PROJ4或者wkt的prj文件。

-r 重採樣方法near:最鄰近值（默認，最快，質量差），bilinear:雙線性內插（用的較多），Cubic：三次方，Cubic Spline：三次樣條，Lanczos，Average，mode：出現次數最多。

-wm warp caching memory,緩存大小（單位：MB）

-ts target size,目標圖像大小，格式:寬高，單位（像素）。不能與-tr共存。

-multi 多線程

-dstnodata 目標圖像無值時填充值

-q quiet 不顯示進度等處理信息

-cutline 指定裁剪的mask矢量圖層

-dstalpha 指定透明通道，對於無數據值的像素設置爲透明。

-of output format，指定輸出目標圖像格式。默認爲GeoTiff(GTiff)。

最後兩個參數分別是源圖像和目標圖像。

注意：若是要設置-te,制定輸出圖像的範圍，則使用的是輸出圖像的座標系統。若是要使用輸入圖像的座標系統，則應該在投影以前生成規定範圍的輸入圖像。

注意：若是在輸出圖像中不但願看到黑邊（由於圖像變形，產生扇形圖像，最是會出現無值部分），能夠設置-dstalpha使無值部分透明。

注意：若是使用vrt對不一樣分辨率圖像先進行合成，再投影，有可能出現多個黑線（在圖像中間）。生成這種問題的緣由多是因爲分塊重採樣進行投影，可是double精度不足，形成合成時出現無值黑線。解決的方法是先合成獨立圖像，再進行投影。

示例：

gdalwarp -overwrite -s_srs EPSG:4326 -t_srsEPSG:32650 -r bilinear -wm 20 -ts 3000 3000 -multi -dstnodata 0 -q -cutlineD:/qgis-ppt/grid/grid-polygon.shp -dstalpha -of GTiffD:/qgis-ppt/timeextent/Korea/Korea.png D:/qgis-ppt/timeextent/Korea/ttttt.tif

示例：proj4格式的座標系統：

gdalwarp -overwrite -s_srs EPSG:4326 -t_srs"+proj=longlat +a=6378137.0000 +rf=298.2572221010000 +towgs840,0,0,0,0,0,0 +no_defs"

2.2 矢量裁剪

目的：根據指定的矢量圖形，輸出源圖像的相應圖像。

原理：根據指定的矢量範圍（Rectangle），對源圖像進行逐點從新採樣，Rectangle中無矢量的部分爲無數據，有矢量的部分爲源圖像數據，以今生成目標圖像。

方法：gdalwarp

參見：投影

-crop_to_cutline 將目標圖像的範圍指定爲cutline 矢量圖像的範圍。

示例：

gdalwarp -dstnodata 0 -q –cutline D:/qgis-ppt/vector-cut/cutpolygon.shp-crop_to_cutline -dstalpha -of GTiff D:/qgis-ppt/timeextent/Korea/test.tifD:/qgis-ppt/vector-cut/clipper-poly-alpha.tif

2.3 圖像合併（Merge）/鑲嵌（Mosaic）

目的：將多個圖像合併輸出到目標圖像。

原理：經過複製原始圖像（或者重採樣以後再複製）到目標圖像。

方法：gdalwarp

輸入圖像爲多個，最後一個爲輸出圖像。

注意：若是效率不夠，能夠嘗試使用gdal_merge.py。使用vrt也能夠提升效率。

注意：後加入的圖像會覆蓋先前的圖像範圍。

注意：若是輸入文件分辨率不一樣，默認按照最高分辨率進行重採樣。

注意：若是使用vrt文件，輸入文件分辨率不一樣時，vrt默認使用平均分辨率。應該手動設置爲最高分辨率。

示例：

gdalwarp -s_srs EPSG:4326 -t_srs EPSG:4326 -of GTiffD:/qgis-ppt/mosaic/J1.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J2.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J3.tifD:/qgis-ppt/mosaic/J4.tif D:/qgis-ppt/mosaic/merge4_by_warp.tif

示例：覆蓋測試

gdalwarp 5-19-26.jpg 7-77-105.jpg 57.tif

gdalwarp 7-77-105.jpg 5-19-26.jpg 75.tif

2.4 地理範圍裁剪

目的：根據指定地理範圍，獲取源圖像相應圖像。

原理：根據指定的地理範圍，從源圖像的中copy數據到目標圖像。

注意：此方法與gdalbuildvrt結果類似，會更改地圖範圍（進行重採樣）。

注意：使用vrt時，若是在輸入文件分辨率不一樣時，結果可能出現多條黑線（由於分塊進行合成，各塊均進行偏移，致使部分範圍無數據）。若是分辨率不一樣，只能先進行合成，再使用translate進行裁剪。

方法：gdalwarp

                        -texmin ymin xmax ymax。設置目標座標系統的範圍。

示例：

gdalwarp -s_srs EPSG:4326 -t_srs EPSG:4326 -te114.01 39.97 114.03 39.99 -of GTiff -of GTiff D:/qgis-ppt/mosaic/J1.tifD:/qgis-ppt/mosaic/J2.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J3.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J4.tifD:/qgis-ppt/mosaic/mcp.tif

2.5更改分辨率

目的：更改原始圖像的分辨率。

原理：從新採樣後，複製到目標圖像。

方法：gdalwarp

                        -trxres yres。設置目標圖像的分辨率。不可與-ts共存。

注意：使用vrt時，若是多個相同分辨率的輸入圖像，則合成時左上角不變，右下角會有一個像素（最終分辨率）的縮放。

注意：使用vrt時，（不管何種採樣方法）右下角可能出現無值黑線。此時，可使用-dstalpha將黑線部分透明（增長透明波段，文件體積增大25%）。

示例：

gdalwarp -s_srs EPSG:4326 -t_srs EPSG:4326 -te114.01 39.97 114.03 39.99 -tr 0.000021457672119 -0.000021457672119 -of GTiff D:/qgis-ppt/mosaic/J1.tifD:/qgis-ppt/mosaic/J2.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J3.tif D:/qgis-ppt/mosaic/J4.tifD:/qgis-ppt/mosaic/mcp-tr.tif

2.6 重採樣

目的：更改原始圖像的分辨率，並以指定重採樣方法生成目標圖像。

原理：對原始圖像逐像素重採樣，生成目錄圖像。

方法：

gdalwarp -ts –r ：不會有黑線產生，但有可能缺乏一個像素。推薦使用。

或gdalwarp –tr–r –dstalpha ：可能有黑線產生。不推薦使用。

-dstalpha使黑線透明。

示例：

gdalwarp  -rbilinear -dstalpha -tr 0.0006 0.0006 output/mix-res.vrt output/mix.tif

gdalwarp  -rbilinear -dstalpha –ts 300 300output/mix-res.vrt output/mix.tif

2.7 輸出選項：worldfile+壓縮格式+輸出格式

壓縮格式和worldfile等輸出選項都與輸出格式相關聯，須要在輸出格式中指定co(create operateion)選項。

注意：GeoTiff的JPEG壓縮與-dstalpha沒法共存。

2.7.1輸出GeoTiff+TFW+JPEG壓縮：

目的：輸出帶有worldfile（TFW）的，通過壓縮的tiff文件。

方法：gdalwarp

–co TFW=YES 輸出WORLDFILE文件

–co COMPRESS=JPEG 使用JPEG壓縮，支持如下壓縮格式：[JPEG/LZW/PACKBITS/DEFLATE/CCITTRLE/CCITTFAX3/CCITTFAX4/NONE]，在使用JPEG時，能夠設置壓縮率（-co JPEG_QUALITY=[1-100]），默認是75%。

–co TILED=YES 使用分塊混合，若是不設置則默認使用strip。

示例：

gdalwarp -co TFW=YES -co COMPRESS=JPEG -coTILED=YES output/12.vrt output/12.tif

2.7.2輸出JPEG+Wld+75%壓縮率：

目的：輸出JPEG格式文件，而且要帶有worldfile（.wld）文件。

原理：JPEG不能直接由Warp生成，須要先由warp生成geotiff，而後由translate轉化爲jpeg。

方法：gdalwarp –of VRT 生成vrt格式的中間文件，再由

gdal_translate –of JPEG生成JPEG格式的輸出文件，-co WORLDFILE=YES輸出worldfile文件，-quality=【10-100】能夠設置壓縮率(超過95%則沒法提升品質，只會增長文件大小)，默認是75%。

示例：

gdalwarp -of VRT output/12.vrt output/12-3.vrt

gdal_translate -of JPEG -co WORLDFILE=YESoutput/12-3.vrt output/12-3.jpg

2.8 內存溢出的解決方案：ERROR2: Out of memory allocating 365425784 byte destination buffer.

32系統存在2G內存上限，但可能產生不少內存碎片。這些碎片使程序沒法申請到大塊內存。這種狀況下，應該減小緩存值，或者使用64位程序或者不使用--config GDAL_CACHEMAX xxx -wm xxx這兩個選項。

參考：http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/UserDocs/GdalWarp#Errorallocatingmemory