Chapter 11. 栅格数据管理、查询和应用程序

这个 raster2pgsql 是一个栅格加载器可执行文件，用于将GDAL支持的栅格格式加载到适合加载到PostGIS栅格表的SQL中。它能够加载栅格文件的文件夹以及创建栅格概述。

由于raster2pgsql最常被编译为PostGIS的一部分(除非您编译自己的GDAL库)，因此可执行文件支持的栅格类型将与GDAL依赖库中编译的栅格类型相同。要获取您的特定raster2pgsql支持的栅格类型列表，请使用 -G 换一下。这些内容应与此处记录的PostGIS安装提供的内容相同 ST_GDALDrivers 如果您对两者使用相同的GDAL库。

	该工具的较早版本是一个python脚本。该可执行文件已取代了python脚本。如果您仍然需要Python脚本示例，可以在 GDAL PostGIS栅格驱动程序使用 。请注意，raster2pgsql python脚本可能不适用于未来版本的PostGIS栅格，因此不再受支持。

	从一组已对齐的栅格创建特定因子的概视图时，概视图可能不对齐。参观 http://trac.osgeo.org/postgis/ticket/1764 例如，俯视图不对齐。

用法示例：

raster2pgsql raster_options_go_here raster_file someschema.sometable > out.sql

一个使用加载器创建输入文件并将其分块上传到100x100块的示例会话可能如下所示：

	您可以省略架构名称，例如 demelevation 而不是 public.demelevation 将在数据库或用户的默认方案中创建栅格表

raster2pgsql -s 4326 -I -C -M *.tif -F -t 100x100 public.demelevation > elev.sql
psql -d gisdb -f elev.sql

转换和上载可以使用UNIX管道在一个步骤中完成：

raster2pgsql -s 4326 -I -C -M *.tif -F -t 100x100 public.demelevation | psql -d gisdb

将栅格马萨诸塞州平面米航拍切片加载到名为 aerial 并创建一个完整的视图，2级和4级概览表，使用复制模式进行插入(没有直接到数据库的中间文件)，以及-e不强制事务中的所有内容(如果您希望在不等待的情况下立即看到表中的数据，这是很好的)。将栅格分解为128x128像素的平铺并应用栅格约束。使用复制模式而不是表插入。(-F)包括一个名为FileName的字段，用于保存从中剪切分片的文件的名称。

raster2pgsql -I -C -e -Y -F -s 26986 -t 128x128  -l 2,4 bostonaerials2008/*.jpg aerials.boston | psql -U postgres -d gisdb -h localhost -p 5432

--get a list of raster types supported:
raster2pgsql -G

G命令输出如下所示的列表

Available GDAL raster formats:
  Virtual Raster
  GeoTIFF
  National Imagery Transmission Format
  Raster Product Format TOC format
  ECRG TOC format
  Erdas Imagine Images (.img)
  CEOS SAR Image
  CEOS Image
  JAXA PALSAR Product Reader (Level 1.1/1.5)
  Ground-based SAR Applications Testbed File Format (.gff)
  ELAS
  Arc/Info Binary Grid
  Arc/Info ASCII Grid
  GRASS ASCII Grid
  SDTS Raster
  DTED Elevation Raster
  Portable Network Graphics
  JPEG JFIF
  In Memory Raster
  Japanese DEM (.mem)
  Graphics Interchange Format (.gif)
  Graphics Interchange Format (.gif)
  Envisat Image Format
  Maptech BSB Nautical Charts
  X11 PixMap Format
  MS Windows Device Independent Bitmap
  SPOT DIMAP
  AirSAR Polarimetric Image
  RadarSat 2 XML Product
  PCIDSK Database File
  PCRaster Raster File
  ILWIS Raster Map
  SGI Image File Format 1.0
  SRTMHGT File Format
  Leveller heightfield
  Terragen heightfield
  USGS Astrogeology ISIS cube (Version 3)
  USGS Astrogeology ISIS cube (Version 2)
  NASA Planetary Data System
  EarthWatch .TIL
  ERMapper .ers Labelled
  NOAA Polar Orbiter Level 1b Data Set
  FIT Image
  GRIdded Binary (.grb)
  Raster Matrix Format
  EUMETSAT Archive native (.nat)
  Idrisi Raster A.1
  Intergraph Raster
  Golden Software ASCII Grid (.grd)
  Golden Software Binary Grid (.grd)
  Golden Software 7 Binary Grid (.grd)
  COSAR Annotated Binary Matrix (TerraSAR-X)
  TerraSAR-X Product
  DRDC COASP SAR Processor Raster
  R Object Data Store
  Portable Pixmap Format (netpbm)
  USGS DOQ (Old Style)
  USGS DOQ (New Style)
  ENVI .hdr Labelled
  ESRI .hdr Labelled
  Generic Binary (.hdr Labelled)
  PCI .aux Labelled
  Vexcel MFF Raster
  Vexcel MFF2 (HKV) Raster
  Fuji BAS Scanner Image
  GSC Geogrid
  EOSAT FAST Format
  VTP .bt (Binary Terrain) 1.3 Format
  Erdas .LAN/.GIS
  Convair PolGASP
  Image Data and Analysis
  NLAPS Data Format
  Erdas Imagine Raw
  DIPEx
  FARSITE v.4 Landscape File (.lcp)
  NOAA Vertical Datum .GTX
  NADCON .los/.las Datum Grid Shift
  NTv2 Datum Grid Shift
  ACE2
  Snow Data Assimilation System
  Swedish Grid RIK (.rik)
  USGS Optional ASCII DEM (and CDED)
  GeoSoft Grid Exchange Format
  Northwood Numeric Grid Format .grd/.tab
  Northwood Classified Grid Format .grc/.tab
  ARC Digitized Raster Graphics
  Standard Raster Product (ASRP/USRP)
  Magellan topo (.blx)
  SAGA GIS Binary Grid (.sdat)
  Kml Super Overlay
  ASCII Gridded XYZ
  HF2/HFZ heightfield raster
  OziExplorer Image File
  USGS LULC Composite Theme Grid
  Arc/Info Export E00 GRID
  ZMap Plus Grid
  NOAA NGS Geoid Height Grids

在许多情况下，您会希望在数据库中直接创建栅格和栅格表。有太多的函数可以做到这一点。要遵循的一般步骤。

这个 raster2pgsql 该工具使用GDAL来访问栅格数据，并且可以利用GDAL的一项关键功能：能够读取符合以下条件的栅格 远程存储 在云“对象存储”中(例如，AWS S3、谷歌云存储)。

要有效使用云存储的栅格，需要使用“云优化”格式。最广为人知和使用最广泛的是“ 云优化GeoTIFF 使用非云格式，如JPEG或非平铺的TIFF将导致非常差的性能，因为系统每次需要访问子集时都必须下载整个栅格。

首先，将您的栅格加载到您选择的云存储中。加载后，您将有一个URI来访问它，可以是“http”URI，有时也可以是特定于服务的URI。(例如，“s3：//存储桶/对象”)。要访问非公共存储桶，您需要提供GDAL配置选项来验证您的连接。请注意，此命令是 阅读 从云栅格和 写作 添加到数据库中。

AWS_ACCESS_KEY_ID=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx \
AWS_SECRET_ACCESS_KEY=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx \
raster2pgsql \
  -s 990000 \
  -t 256x256 \
  -I \
  -R \
  /vsis3/your.bucket.com/your_file.tif \
  your_table \
  | psql your_db

一旦加载表，您需要授予数据库从远程栅格读取的权限，方法是设置两个权限， postgis.enable_outdb_rasters 和 postgis.gdal_enabled_drivers 。

SET postgis.enable_outdb_rasters = true;
SET postgis.gdal_enabled_drivers TO 'ENABLE_ALL';
    

要使更改具有粘性，请直接在数据库中设置它们。您需要重新连接才能体验新设置。

ALTER DATABASE your_db SET postgis.enable_outdb_rasters = true;
ALTER DATABASE your_db SET postgis.gdal_enabled_drivers TO 'ENABLE_ALL';
    

对于非公共栅格，您可能需要提供访问密钥才能从云栅格中读取。您用来编写 raster2pgsql 调用可以设置为在数据库内部使用，使用 postgis.gdal_config_options 配置。注意，可以通过空格分隔设置多个选项 key=value 成对的。

SET postgis.gdal_vsi_options = 'AWS_ACCESS_KEY_ID=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
AWS_SECRET_ACCESS_KEY=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx';

一旦加载了数据并设置了权限，您就可以使用相同的函数与栅格表进行交互，就像任何其他栅格表一样。当数据库需要读取像素数据时，它将处理连接到云数据的所有机制。

这个 raster_columns 是数据库中所有栅格类型的栅格表列的目录。它是一个利用对表的约束的视图，因此即使从另一个数据库的备份中恢复一个栅格表，信息也始终是一致的。以下列存在于 raster_columns 目录。

如果您没有使用加载器创建表或忘记指定 -C 标志的情况下，您可以在加载后使用 AddRasterConstraints 这样就可以 raster_columns CATALOG注册有关您的栅格平铺的常见信息。

raster_overviews 编录有关用于概视图的栅格表列的信息，以及有关它们的其他信息，这些信息在利用概视图时非常有用。概览表在两个目录中都有编目 raster_columns 和 raster_overviews 因为它们本身就是栅格，但也有一个额外的特殊目的，那就是成为较高分辨率表格的较低分辨率漫画。使用时，将在主栅格表的旁边生成 -l 切换到栅格加载或可使用手动生成 AddOverviewConstraints 。

概览表包含与其他栅格表相同的约束，以及特定于概视图的其他仅信息性约束。

	中的信息 raster_overviews 不会复制中的信息 raster_columns 。如果您需要有关在 raster_columns 你可以加入 raster_overviews 和 raster_columns 共同获取您所需的全套信息。

综述的两个主要原因是：

这个 raster_overviews 目录包含以下信息列。

在本节中，我们将演示如何使用PHP PostgreSQL驱动程序和 ST_AsGDALRaster 将栅格的波段1、2、3输出到PHP请求流的函数系列，然后可以嵌入到img src html标记中。

示例查询演示了如何将一整组栅格函数组合在一起，以获取与特定WGS 84边界框相交的所有切片，然后与 ST_Union 相交的切片一起返回所有波段，使用转换为用户指定的投影 ST_Transform ，然后使用PNG将结果输出为PNG ST_AsPNG 。

您可以使用以下命令调用以下代码

 http://mywebserver/test_raster.php?srid=2249 

以获得马萨诸塞州平面英尺的栅格图像。

<?php
/** contents of test_raster.php **/
$conn_str ='dbname=mydb host=localhost port=5432 user=myuser password=mypwd';
$dbconn = pg_connect($conn_str);
header('Content-Type: image/png');
/**If a particular projection was requested use it otherwise use mass state plane meters **/
if (!empty( $_REQUEST['srid'] ) && is_numeric( $_REQUEST['srid']) ){
                $input_srid = intval($_REQUEST['srid']);
}
else { $input_srid = 26986; }
/** The set bytea_output may be needed for PostgreSQL 9.0+, but not for 8.4 **/
$sql = "set bytea_output='escape';
SELECT ST_AsPNG(ST_Transform(
                        ST_AddBand(ST_Union(rast,1), ARRAY[ST_Union(rast,2),ST_Union(rast,3)])
                                ,$input_srid) ) As new_rast
 FROM aerials.boston
        WHERE
         ST_Intersects(rast, ST_Transform(ST_MakeEnvelope(-71.1217, 42.227, -71.1210, 42.218,4326),26986) )";
$result = pg_query($sql);
$row = pg_fetch_row($result);
pg_free_result($result);
if ($row === false) return;
echo pg_unescape_bytea($row[0]);
?>

在本部分中，我们将演示如何使用Npgsql PostgreSQL.NET驱动程序和 ST_AsGDALRaster 将栅格的波段1、2、3输出到PHP请求流的函数系列，然后可以嵌入到img src html标记中。

本练习需要npgsql.NET PostgreSQL驱动程序，您可以从获取最新的 http://npgsql.projects.postgresql.org/ 。只需下载最新版本并放入您的ASP.NETbin文件夹，就可以了。

示例查询演示了如何将一整组栅格函数组合在一起，以获取与特定WGS 84边界框相交的所有切片，然后与 ST_Union 相交的切片一起返回所有波段，使用转换为用户指定的投影 ST_Transform ，然后使用PNG将结果输出为PNG ST_AsPNG 。

这与下面的示例相同 Section 11.3.1, “结合使用ST_AsPNG和其他栅格函数的PHP输出示例” 除了用C#实现之外。

您可以使用以下命令调用以下代码

 http://mywebserver/TestRaster.ashx?srid=2249 

以获得马萨诸塞州平面英尺的栅格图像。

-- web.config connection string section --
<connectionStrings>
    <add name="DSN"
        connectionString="server=localhost;database=mydb;Port=5432;User Id=myuser;password=mypwd"/>
</connectionStrings>

// Code for TestRaster.ashx
<%@ WebHandler Language="C#" Class="TestRaster" %>
using System;
using System.Data;
using System.Web;
using Npgsql;

public class TestRaster : IHttpHandler
{
        public void ProcessRequest(HttpContext context)
        {

                context.Response.ContentType = "image/png";
                context.Response.BinaryWrite(GetResults(context));

        }

        public bool IsReusable {
                get { return false; }
        }

        public byte[] GetResults(HttpContext context)
        {
                byte[] result = null;
                NpgsqlCommand command;
                string sql = null;
                int input_srid = 26986;
        try {
                    using (NpgsqlConnection conn = new NpgsqlConnection(System.Configuration.ConfigurationManager.ConnectionStrings["DSN"].ConnectionString)) {
                            conn.Open();

                if (context.Request["srid"] != null)
                {
                    input_srid = Convert.ToInt32(context.Request["srid"]);
                }
                sql = @"SELECT ST_AsPNG(
                            ST_Transform(
                                        ST_AddBand(
                                ST_Union(rast,1), ARRAY[ST_Union(rast,2),ST_Union(rast,3)])
                                                    ,:input_srid) ) As new_rast
                        FROM aerials.boston
                                WHERE
                                    ST_Intersects(rast,
                                    ST_Transform(ST_MakeEnvelope(-71.1217, 42.227, -71.1210, 42.218,4326),26986) )";
                            command = new NpgsqlCommand(sql, conn);
                command.Parameters.Add(new NpgsqlParameter("input_srid", input_srid));


                            result = (byte[]) command.ExecuteScalar();
                conn.Close();
                        }

                }
        catch (Exception ex)
        {
            result = null;
            context.Response.Write(ex.Message.Trim());
        }
                return result;
        }
}

这是一个简单的Java控制台应用程序，它接受一个查询，返回一个图像并输出到指定的文件。

您可以从下载最新的PostgreSQL JDBC驱动程序 http://jdbc.postgresql.org/download.html

您可以使用类似以下命令的命令编译以下代码：

set env CLASSPATH .:..\postgresql-9.0-801.jdbc4.jar
javac SaveQueryImage.java
jar cfm SaveQueryImage.jar Manifest.txt *.class

并在命令行中使用类似于

java -jar SaveQueryImage.jar "SELECT ST_AsPNG(ST_AsRaster(ST_Buffer(ST_Point(1,5),10, 'quad_segs=2'),150, 150, '8BUI',100));" "test.png" 

-- Manifest.txt --
Class-Path: postgresql-9.0-801.jdbc4.jar
Main-Class: SaveQueryImage

// Code for SaveQueryImage.java
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.io.*;

public class SaveQueryImage {
  public static void main(String[] argv) {
      System.out.println("Checking if Driver is registered with DriverManager.");

      try {
        //java.sql.DriverManager.registerDriver (new org.postgresql.Driver());
        Class.forName("org.postgresql.Driver");
      }
      catch (ClassNotFoundException cnfe) {
        System.out.println("Couldn't find the driver!");
        cnfe.printStackTrace();
        System.exit(1);
      }

      Connection conn = null;

      try {
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:postgresql://localhost:5432/mydb","myuser", "mypwd");
        conn.setAutoCommit(false);

        PreparedStatement sGetImg = conn.prepareStatement(argv[0]);

        ResultSet rs = sGetImg.executeQuery();

                FileOutputStream fout;
                try
                {
                        rs.next();
                        /** Output to file name requested by user **/
                        fout = new FileOutputStream(new File(argv[1]) );
                        fout.write(rs.getBytes(1));
                        fout.close();
                }
                catch(Exception e)
                {
                        System.out.println("Can't create file");
                        e.printStackTrace();
                }

        rs.close();
                sGetImg.close();
        conn.close();
      }
      catch (SQLException se) {
        System.out.println("Couldn't connect: print out a stack trace and exit.");
        se.printStackTrace();
        System.exit(1);
      }
  }
}

这是一个plpython存储函数，它在服务器目录中为每个记录创建一个文件。要求您安装了plpython。对于plpythonu和plpython3u应该都能很好地工作。

CREATE OR REPLACE FUNCTION write_file (param_bytes bytea, param_filepath text)
RETURNS text
AS $$
f = open(param_filepath, 'wb+')
f.write(param_bytes)
return param_filepath
$$ LANGUAGE plpythonu;

--write out 5 images to the PostgreSQL server in varying sizes
-- note the postgresql daemon account needs to have write access to folder
-- this echos back the file names created;
 SELECT write_file(ST_AsPNG(
        ST_AsRaster(ST_Buffer(ST_Point(1,5),j*5, 'quad_segs=2'),150*j, 150*j, '8BUI',100)),
         'C:/temp/slices'|| j || '.png')
         FROM generate_series(1,5) As j;

     write_file
---------------------
 C:/temp/slices1.png
 C:/temp/slices2.png
 C:/temp/slices3.png
 C:/temp/slices4.png
 C:/temp/slices5.png

遗憾的是，PSQL没有用于输出二进制文件的易于使用的内置功能。这有点像是利用了PostgreSQL对遗留大对象的支持。要使用它，首先启动连接到数据库的psql命令行。

与python方法不同，此方法在您的本地计算机上创建文件。

SELECT oid, lowrite(lo_open(oid, 131072), png) As num_bytes
 FROM
 ( VALUES (lo_create(0),
   ST_AsPNG( (SELECT rast FROM aerials.boston WHERE rid=1) )
  ) ) As v(oid,png);
-- you'll get an output something like --
   oid   | num_bytes
---------+-----------
 2630819 |     74860

-- next note the oid and do this replacing the c:/test.png to file path location
-- on your local computer
 \lo_export 2630819 'C:/temp/aerial_samp.png'

-- this deletes the file from large object storage on db
SELECT lo_unlink(2630819);