python 使用GDAL实现栅格tif转矢量shp的方式小结

程序员文章站 2022-06-30 13:09:40

前言目前有一张tif格式的栅格影像，需要在web地图上进行展示，使用动态切片wms的方式，渲染速度比较慢，而且大的时候会出现模糊的问题。并且后面需要做多期影像的切换，渲染与加载效率也值得关注。计划是使...

前言

目前有一张tif格式的栅格影像，需要在web地图上进行展示，使用动态切片wms的方式，渲染速度比较慢，而且大的时候会出现模糊的问题。并且后面需要做多期影像的切换，渲染与加载效率也值得关注。

计划是使用栅格转矢量的方式，将栅格数据转为矢量shp文件，然后进行矢量切片，使用mapbox进行前端动态渲染。在网上查询了很多资料，有人说使用d3-contour在node.js中生成或者使用rasterio在python中进行转换，整体过程都比较麻烦，很不易实现。最终选定了使用gdal进行栅格转矢量的方法，代码比较简单。
原始tif影像（12.8mb）如下：

python 使用GDAL实现栅格tif转矢量shp的方式小结

核心函数

gdal中栅格转矢量的函数主要是以下两个，二者的参数没有任何区别，只是功能有区别：

fpolygonize(*args, **kwargs)

fpolygonize(band srcband, band maskband, layer outlayer, int ipixvalfield, char options=none, gdalprogressfunc callback=0, void * callback_data=none) -> int

将每个像元转成一个矩形。

polygonize(*args, **kwargs) **

polygonize(band srcband, band maskband, layer outlayer, int ipixvalfield, char ** options=none, gdalprogressfunc callback=0, void * callback_data=none) -> int

将每个像元转成一个矩形，然后将相似的像元进行合并。

转换代码

from osgeo import gdal, ogr, osr
import os
import datetime
import numpy as np

path = "z_nafp20210727.tif"


if __name__ == '__main__':
    start_time = datetime.datetime.now()

    inraster = gdal.open(path)  # 读取路径中的栅格数据
    inband = inraster.getrasterband(1)  # 这个波段就是最后想要转为矢量的波段，如果是单波段数据的话那就都是1
    prj = osr.spatialreference()
    prj.importfromwkt(inraster.getprojection())  # 读取栅格数据的投影信息，用来为后面生成的矢量做准备

    outshp = path[:-4] + ".shp"  # 给后面生成的矢量准备一个输出文件名，这里就是把原栅格的文件名后缀名改成shp了
    drv = ogr.getdriverbyname("esri shapefile")
    if os.path.exists(outshp):  # 若文件已经存在，则删除它继续重新做一遍
        drv.deletedatasource(outshp)
    polygon = drv.createdatasource(outshp)  # 创建一个目标文件
    poly_layer = polygon.createlayer(path[:-4], srs=prj, geom_type=ogr.wkbmultipolygon)  # 对shp文件创建一个图层，定义为多个面类
    newfield = ogr.fielddefn('value', ogr.oftreal)  # 给目标shp文件添加一个字段，用来存储原始栅格的pixel value,浮点型，
    poly_layer.createfield(newfield)

    gdal.polygonize(inband, none, poly_layer, 0)  # 核心函数，执行的就是栅格转矢量操作
    # gdal.fpolygonize(inband, none, poly_layer, 0)  # 只转矩形，不合并
    polygon.synctodisk()
    polygon = none
    end_time = datetime.datetime.now()
    print("succeeded at", end_time)
    print("elapsed time:", end_time - start_time)  # 输出程序运行所需时间