开源地理数据处理软件包GDAL简介

GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)是一个在X/MIT 许可协议下的开源栅格空间数据转换库。该项目由 Frank Warmerdam教授于1998年发起。它利用抽象数据模型来 表达所支持的各种文件格式。它还有一系列命令行工具来进行 数据转换和处理。OGR(OpenGIS Simple Features Reference Implementation)是GDAL项目的一个子项目，提供对矢量数据的 支持。一般把这两个库合称为GDAL/OGR，或者简称为GDAL。 由于MIT协议的开放性，任何人都可以基于GDAL库来编写自己的 软件而不需要原作者的授权，所以有很多著名的GIS软件都使 用了GDAL/OGR库，包括商业公司ESRI的ArgGIS 9.2，Google的 Google Earth和开源的GRASS GIS系统。

GDAL/OGR支持多种操作系统，可以同时对Linux和windows下的 地理空间数据管理系统提供百余种矢量和栅格文件类型的支持。GDAL/OGR使用面向对象的C++语言编写，这令该库在支持百余种 格式的同时，还具有很高的执行效率。GDAL/OGR同时还提供多种 主流编程语言的绑定，除了C和C++语言之外，用户还可以在Perl、python、VB6、Ruby、Java、C#等语言中调用GDAL，这令GDAL的 应用变得非常广泛。

下面简要介绍GDAL/OGR的体系结构。

1. GDAL

GDAL提供对多种栅格数据的支持，包括Arc/Info 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 datamodel)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，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)。 GDAL包括如下几个部分：

• 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. OGR

OGR提供对矢量数据格式的读写支持，它所支持的文件格式包括： ESRI Shapefiles， S-57， SDTS， PostGIS，Oracle Spatial，Mapinfo mid/mif ， Mapinfo TAB。 OGR包括如下几部分：

• Geometry：类Geometry (包括OGRGeometry等类)封装了 OpenGIS的矢量数据模型，并提供了一些几何操作，WKB (Well Knows Binary)和WKT(Well Known Text)格式之间的 相互转换，以及空间参考系统(投影)。
• Spatial Reference：类OGRSpatialReference封装了投影和 基准面的定义。
• Feature：类OGRFeature封装了一个完整feature的定义，一个 完整的feature包括一个geometry和geometry的一系列属性。
• Feature Definition：类OGRFeatureDefn里面封装了feature的 属性，类型、名称及其默认的空间参考系统等。一个OGRFeatureDefn 对象通常与一个层(layer)对应。
• Layer：类OGRLayer是一个抽象基类，表示数据源类 OGRDataSource里面的一层要素(feature)。
• Data Source：类OGRDataSource是一个抽象基类，表示含有 OGRLayer对象的一个文件或一个数据库。
• Drivers：类OGRSFDriver对应于每一个所支持的矢量文件格式。 类OGRSFDriver由类OGRSFDriverRegistrar来注册和管理。