GDAL数据模型

/gdal_datamodel.htmlGDAL数据模型翻译：cuckoo321(wow-GIS) QQ:27949218本文档主要介绍GDAL的数据模型。

它指出了包含GDAL数据存储和语义信息。

数据集一个数据集（用GDALDataset来表示）是一个包含一系列相关的波段和这些波段的共有信息的集合。

特别是数据集有一个适用于它的所有栅格波段的栅格大小（在象素和线性上）的概念。

数据集也负责所有波段的地理参考转换和坐标系统定义。

数据集也可以有自己的元数据，是一个字符串形式的名字或值的列表。

坐标系统数据集的坐标系统用OpenGIS Wellknown Text(wkt)字符串来表示。

它包括：✓一个全局的坐标系统名字✓一个地利坐标系统的名字✓一个数据识别器✓一个椭球体的名字，长半轴，扁率✓本初子午线的名字和它到格林尼治的偏移量✓投影类型（比如：横轴墨卡托投影）✓投影参数（比如：中央子午线）✓单位名字，以及到米或弧度的转换因数✓各轴的名字和顺序✓由授权单位（象EPSG）预先定义的大多数坐标系统的代码想了解更多关于OpenGIS WKT坐标系统定义的信息，并机械的操纵他们，请参考osr_tutorial文档或OGRSpatialReference类的文档。

由GDALDataset::GetProj ectionRef()返回的坐标系统描述了地理参考坐标，这个地理参考坐标隐含于GDALDataset::GetGeoTransform()返回的仿射地理参考变换。

GDALDataset::GetGCPProj ection()返回的坐标系统描述了由GDALDataset::GetGCPs()返回的GCPs地理参考坐标系。

注意：返回的坐标字符串为空””表明地理参考为未知。

仿射地理变换GDAL用两种方式描述栅格位置（象素坐标或线坐标）和地理参考坐标的关系。

第一种也是最普遍应用的一种是仿射变换（另一种是GCPs）。

放射变换由GDALDataset::GetGeoTransform()返回的六个系数构成，它用如下的关系式将象素/线坐标映射到地理参考空间：Xgeo = GT(0) ＋Xpixel*GT(1) + Yline*GT(2)Ygeo = GT(3) ＋Xpixel*GT(4) + Yline*GT(5)对于north up（向下排列的？）图象，GT(2)和GT(4)都是零，GT(1)是象素宽，GT(5)是象素高，(GT(0),GT(3))表示栅格左上角象素的左上角坐标。

注意：上面的象素和线坐标都是从左上角象素的左上角坐标(0.0,0.0)到右下角象素的右下角坐标（象素宽，象素高）。

左上角象素/线的中心位置则是(0.5,0.5). GCPs一个数据集可以包含关联栅格到地理参考坐标系的一个或多个位置的一套控制点。

所有的GCPs公用一个地理参考坐标系统（由GDALDataset::GetGCPs()返回的）。

每个GCP（由GDAL_GCP类表示）包含：typedef struct{char *pszId;char *pszInfo;double dfGCPPixel;double dfGCPLine;double dfGCPX;double dfGCPY;double dfGCPZ;} GDAL_GCP;字符串pszId是由唯一标识该数据集的这套GCPs中的一个GCP点（通常是数字，但不一定总是数字）确定的。

pszInfo通常是空串，但它可以包含用户定义的与该GCP关联的任意文本。

潜在地，它可以包含GCP状态的机械部分的信息，虽然现在还没有做到。

(Pixel,Line)是GCP在栅格中的位置。

(X,Y,Z)是GCP对应的地理参考位置，Z通常为零。

GDAL数据模型并没有包含由GCPs确定的变换机制…它留给了应用程序。

尽管如此，第一到第五的多项式是通用的(However 1st to 5th order polynomials are common.)。

通常情况下一个数据集包含仿射变换或GCPs中的一个或者二者都不包含。

它几乎不会同时包含两个，却可以包含未定义的。

元数据GDAL元数据是以一系列名称对或值对构成的列表表示的特定数据的辅助信息和应用。

这些名称必须是严密组合的（没有空格或奇怪的字符）。

而值可以是任意长度，可以包含除了嵌入的空值（ASCII zero）之外的anything。

元数据处理系统并不能处理很大量的元数据体。

处理100K以上的元数据可能导致执行很低效。

随着时间的推移，将会根据已建立的语义定义广为人知的名称；但目前尚未定义。

有些格式将支持普通的(用户定义的)元数据，另有一些格式的驱动能映射特定格式域到元数据名称。

例如，TIFF驱动返回少量消息标签包括日期/时间等作为元数据：TIFFTAG_DATETIME=1999:05:11 11:29:56元数据被分割到各指定的组（或称域，domain），默认的域没有名称(NULL，或””)。

特定的域为了特定的目的而存在。

注意，现在还没有办法对于一个给定的对象列举出所有有效的域，但应用程序可以为各个域做检测，知道怎样解译。

次数据集域SUBDAT ASETS DomainSUBDA T ASETS域是子数据集列表。

它通常用来提供指向某个单一的多图象文件(a single multi file)(象HDF或者NITF文件)的指针。

例如，下面是一个有4个图像的NITF 文件的子数据集列表：SUBDATASET_1_NAME=NITF_IM:0:multi_1b.ntfSUBDATASET_1_DESC=Image 1 of multi_1b.ntfSUBDATASET_2_NAME=NITF_IM:1:multi_1b.ntfSUBDATASET_2_DESC=Image 2 of multi_1b.ntfSUBDATASET_3_NAME=NITF_IM:2:multi_1b.ntfSUBDATASET_3_DESC=Image 3 of multi_1b.ntfSUBDATASET_4_NAME=NITF_IM:3:multi_1b.ntfSUBDATASET_4_DESC=Image 4 of multi_1b.ntfSUBDATASET_5_NAME=NITF_IM:4:multi_1b.ntfSUBDATASET_5_DESC=Image 5 of multi_1b.ntf*_NAME的值是一个字符串，由它可以通过GDALOpen()进入文件。

*_DESC值是一个对多用户而言友好的字符串（a more user friendly string），它能够显示给选中的用户看。

图象结构域IMAGE_STRUCTURE Domain默认域里的元数据是由相关的图象确定的，并不明显的与图象在磁盘上的存储方式有关。

也就是说，当需要拷贝为一种新的格式时，它是适用于拷贝数据集的。

一些感兴趣的信息与特定的文件格式和存储机制紧密相联。

一种被称为图象结构的特定域可以用来防止这些信息随着数据集拷贝到新的格式。

xml: Domains任何以” xml:”为域名前缀的域都不是普通的名称/值元数据。

它是以一个大字符串存储的单个XML文档。

栅格波段在GDAL中GDA LRasterBand类代表一个栅格波段。

它可以表示一个单一的栅格波段、通道、或图层。

它不一定代表一个完整的图象。

比如，一个24bit的RGB图象通常是由一个包含红、绿、蓝三个波段的数据集组成。

一个栅格波段具有如下属性：✓一个象素上和线形上的宽度和高度，如果这是一个全分辨率的波段，这和在数据集类中定义的一样；✓数据类型（GDALDataType）,单一类型Byte，UInt16, UInt32, Int32, Int16, Float32, Float64, 复合类型CInt16，CInt32，CFloat32，CFloat64；✓块的大小，是首选的（高效）读取块大小的通道。

对于瓦片图象，它是一块瓦片大小。

对于扫描线排列的图象，它常常是一条扫描线。

✓由名称对/值对组成的一个元数据列表，同数据集中的格式一样，但它包含的信息是本波段特有的；✓一个可选的描述字符串；✓一个可选的目录名列表（尤其是专题图象中的类别名）；✓可选的最小最大值；✓可选的偏移量和变换栅格值到平均明暗度的比例尺（如把高度变成米）；✓波段的颜色解译，可以是下列之一：✧GCI_Undefined：默认的，未知的✧GCI_GrayIndex：独立的灰度图✧GCI_PaletteIndex：该栅格表示颜色表中的索引值✧GCI_RedBand：该栅格表示RGB或RGBA图象的红色分量✧GCI_GreenBand：该栅格表示RGB或RGBA图象的绿色分量✧GCI_BlueBand：该栅格表示RGB或RGBA图象的蓝色分量✧GCI_AlphaBand：该栅格表示RGB或RGBA图象的alpha分量✧GCI_HueBand：该栅格表示HLS图象的色调hue✧GCI_SaturationBand：该栅格表示HLS图象的饱和度Saturation✧GCI_LightnessBand：该栅格表示HLS图象的亮度✧GCI_CyanBand：该栅格表示CMY或CMYK图象的青色分量Cyan✧GCI_MagentaBand：该栅格表示CMY或CMYK图象的品红分量Magenta✧GCI_Y ellowBand：该栅格表示CMY或CMYK图象的黄色分量Y ellow✧GCI_BlackBand：该栅格表示CMY或CMYK图象的黑色分量Black✓一个颜色表，稍后将描述✓金字塔overview减少的分辨率标识(如果有效的话)颜色表颜色表是由零值或更多的颜色实体表示的如下的C语言结构：typedef struct{ /---gray, red, cyan, or hue ---/short c1;/---green, magenta, or lightness ---/short c2;/---blue, yellow, or saturation---/short c3;/--- alpha or blackband ---/short c4;}GDALColorEntry;颜色表也有一个调色板解译值(GDALPaletteInterp)，可以是如下值之一，它表明如何解释c1/c2/c3/c4的意义：GPI_Gray: 用c1作灰度值GPI_RGB: 用c1作红色，c2作绿色，c3作蓝色，c4作alphaGPI_CMYK: 用c1表示青色，c2是品红色，c3是黄色，c4是黑色GPI_HLS: c1是色调，c2是亮度，c3是饱和度要关联一个颜色和一个栅格象素，象素值要写在颜色表的下面。