数据类有关论文封面格式,关于开源库GDAL其在影像拼接中的应用相关毕业论文开题报告

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[摘 要]本文概要介绍了网上优秀的GIS开源库GDAL的来龙去脉与主要功能,然后针对遥感影像处理中的经常用到的数据拼接处理问题,用示例说明了GDAL库进行GIS系统开发的方法与过程.

[关 键 词 ]GDAL OGR 影像拼接

[中图分类号]TP[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0088-02

1.引言

目前,越来越多的开源GIS系统出现在互联网上,这些开源的源代码系统有IBM、GDAL、SharpMap、QGIS等一些重量级的软件公司和一些软件开放基金会的支持,其中的很多软件经过众多软件爱好者与志愿者的千锤百炼,具有很好的软件质量,这些开源的GIS系统是GIS开发者一个巨大的知识与财富宝库,是全人类的共同财富,包括ESRI、Google等公司的很多算法与模块都来自于这些开源库.中国也已经成为地学开源软件基金会(OSGeo)的成员[1].很好地使用这些开源资源,对于我国GIS开发者学习掌握成熟、高效的GIS常用算法,提高我国GIS软件的原创水平具有重要的意义.在这众多的开源GIS系统中,GDAL是公认的佼佼者之一.GDAL库有多个版本,其中包括C++、C#、JAVA、.NET等.可以用来用于操作各种栅格地理数据格式.当然除了栅格操作,这个库还同时包括了另外一个库OGR,OGR包括了操作矢量数据的所有方法,这样这个库就同时具备了操作栅格和矢量数据的能力.同时,GDAL还是一个跨平台的开源库.

影像拼接是将两张或多张(具有重叠显示的连续影像)拼接显示的过程[2].影像拼接是GIS软件的基本功能之一,它包括影像数据读取、显示、拼接、裁切等一系列操作,是遥感影像处理软件的入门但常用功能,本文通过对该功能的实现,提供了用GDAL进行系统开发的简单范例,展示了GDAL的强大功能和方便的开发步骤.

2.GDAL库介绍

1998年末,加拿大的Frank Warmerdam 开始了GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)项目的编写工作[3].该项目得到了许多个人和团体的支持,主要的赞助团体有Cadcorp、Safe Software、SRC、i-cubed、Ingres Corporation等.GDAL是一个独立的专业的开源库,并且是一个在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,还有一系列命令行工具来进行数据转换和处理.OGR是GDAL项目的一个分支,功能与GDAL类似,只不过它提供对矢量数据的支持.有很多著名的GIS类产品包括ESRI的ArgGIS 9.2,Google Earth和跨平台的GRASS GIS系统都使用了GDAL/OGR开源库的若干模块.利用GDAL/OGR库,可以使基于Linux的地理空间数据管理系统提供对矢量和栅格文件数据的支持[4].

2.1 GDAL的类框架

GDAL提供对多种栅格数据的支持,包括Arc/Info的ASCII Grid(asc),GeoTiff (tiff),Erdas Imagine Images(img),ASCII DEM(dem) 等格式.GDAL使用抽象数据模型(abstract data model)来解析它所支持的数据格式,抽象数据模型包括数据集(dataset)、坐标系统、仿射地理坐标转换(Affine Geo Transform)、大地控制点(GCPs)、元数据(Metadata)、栅格波段(Raster Band)、颜色表(Color Table)、子数据集域(Subdatasets Domain)、图像结构域(Image_Structure Domain)、XML域(XML:Domains)等.

GDAL的核心类结构设计如图1所示:

其中的类说明如下:

GDALMajorObject类:带有元数据的对象.

GDALDdataset类:通常是从一个栅格文件中提取的相关联的栅格波段集合和这些波段的元数据,GDALDdataset也负责所有栅格波段的地理坐标转换(georeferencing transform)和坐标系定义.

GDALDriver类:文件格式驱动类,GDAL会为每一个所支持的文件格式创建一个该类的实体,来管理该文件格式.

GDALDriverManager类:文件格式驱动管理类,用来管理GDALDriver类.

2.2 GDAL的主要功能

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GDAL作为一个优秀的开源库,它提供了标准的二次开发接口,包括读取、写入、转换、处理多种栅格数据格式,同时它提供完全公开的源代码,为用户进行二次开发和底层的功能扩展提供了很高的起点.GDAL使用了一个单一的抽象数据模型来支持大多数类型的栅格数据[5],GDAL支持的数据格式有"BMP"、"JPEG"、" GTiff"、" HFA"、"BT"、" ECW"、"FITS"、"GIF"、"HDF4"、"EHdr"等.这也是GDAL的一个最重要的功能.

在打开GDAL所支持的光栅数据之前需要注册驱动.这里的驱动是针对GDAL支持的所有数据格式.通常可以通过调用GDALAllRegister()函