14.4. 栅格文件的基本处理¶
14.4.1. 修改投影系统¶
图像投影系统的修改（也称为“重投影”）可以使用 gdalwarp 命令完成。这种处理可能会产生严重的后果，
因为它涉及图像几何形状的修改，从而重新采样。根据选择的选项，图像大小、空间分辨率和像素值可能会受到影响。
QGIS处理步骤
1.重投影
目标是转换图像以适应Lambert 93（RGF93）投影系统。
在菜单栏中：
单击 Raster > Projections > Warp (Reproject)…
在扭曲窗口中：
设置如下：
输入文件: LC81990262017019LGN00_B2
输出文件: LC81990262017019LGN00_B2_L93_TEST.TIF
来源SRS: EPSG:32631
目标SRS: EPSG:2154
单击“OK”
2.结果分析
除了投影系统的变化外，图像的元数据（输入和输出）还有其他差异。经过转换，空间分辨率从30 m增加到30.00801077323341 m。 默认情况下，GDAL 计算的分辨率尽可能接近原始图像。这很有用，尤其是当从地理坐标系切换到投影坐标系时。 但是，它也可能在后续处理中造成问题。
3.重投影设置
这里的目标是在此时重新投影图像，以确定输入图像的空间分辨率（30 m）。
在菜单栏中：
在“Warp”窗口中单击 Raster > Projections > Warp (Reproject)… :
设置如下：
Input file: LC81990262017019LGN00_B2
Output file: LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
Source SRS: EPSG:32631
Target SRS: EPSG:2154
单击编辑按钮|image6|，
在命令编辑字段中插入以下选项：-tr 30 30
单击“确定”
4.Landsat光谱波段处理
为其他Landsat光谱波段再现步骤3
按以下方式命名输出：
输入图像名称输出图像名称
输入图像名称
LC81990262017019LGN00_B3.TIF
LC81990262017019LGN00_B4.TIF
LC81990262017019LGN00_B5.TIF
输出图像名称
LC81990262017019LGN00_B3_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B4_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B5_L93.TIF
5.相应的GDAL 命令
上面使用的工具相当于在终端中启动以下命令：
>gdalwarp -s_srs EPSG:32631 -t_srs EPSG:2154 -of GTiff -tr 30
30LC81990262017019LGN00_B2.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
其中：
[-s_srs]：描述源空间引用，
[-t_srs]：描述目标空间参考，
[-of]：设置输出格式，
[-tr]：设置输出文件的分辨率（以s_srs为测量单位）。
一些有用的选项：
[-te xmin-ymin-xmax-ymax]：指定输出图像的空间范围，
[-ts width height]：设置输出文件大小（以像素为单位），
[-r]：设置要使用的重采样方法，
注意：修改像素值的方法不是近（最近邻）方法。
[-dstnodata]：不设置数据值，
[-cutline]：使用矢量数据剪切输出图像。
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdalwarp.html 。
表2.6.投影变换
14.4.2. 剪切图像¶
目标是根据空间范围或载体数据来剪切图像。根据选择的选项，GDalTools建议的工具使用不同的GDAL 命令。
QGIS处理步骤
1.打开图像
在QGIS中：
打开第2.2.4.1节中创建的图像LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF。
打开矢量文件 DEPARTEMENT.shp ，其中存储部门边界（多边形）
2.根据空间范围切割图像
目标是根据空间范围切割图像。Thisextend是由两个坐标定义的矩形：西北角（左上）和东南角（右下）。 如果此窗口与输入像素不对齐，则在最近邻居重新采样的情况下，输出图像将轻微移动（默认情况下）。
在菜单栏中：
单击 Raster > Extraction > Clipper…
在Clipper窗口中：
设置如下：
输入文件：LC81990262017019LGN00_B2_L93
输出文件： LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
剪裁模式：范围
- 范围坐标：
1: x = 630000 ; y = 6872000 (左上)
2: x = 647000 ; y = 6853000 (右下)
注意：也可以在QGIS地图画布中绘制范围。
单击“OK”
3.结果分析
与重新投影一样，Clipper命令可以更改输出空间分辨率。由于指定的空间延伸坐标并非全是30的倍数， 因此X上的输出分辨率为29.9824 m，Y上的输出分辨率为29.9685 m。-TR选项解决了这个问题。
4.相应的GDAL 命令
上面使用的工具相当于在终端中启动以下命令：
> gdal_translate -projwin 630000.0 6872000.0 647000.0 6853000.0
-of GTiff LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
其中：
[-projwin*ulx-uly-lrx-lry*]：指定范围坐标的左上角和右下角，
[-of]：设置输出格式。
一些有用的选项：
[-tr xres yres]：设置输出文件的分辨率，
[-r]：设置要使用的重新采样方法。
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdal_translate.html 。
5.根据载体文件剪切图像
目标是根据第75部（巴黎）的行政边界切割形象。与之前的切割不同，该工具使用gdalwarp命令。
在QGIS中：
选择巴黎部门对应的部门图层的多边形：
"NOM_DEPT" = 'PARIS' or
"CODE_DEPT" = '75'
将所选内容另存为 DEPARTMENT_PARIS.shp 。
在菜单栏中：
单击 Raster > Extraction > Clipper…
在Clipper窗口中：
设置如下：
输入文件： LC81990262017019LGN00_B2_L93
输出文件： LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
剪裁模式：遮罩层
遮罩层： DEPARTMENT_PARIS
选中选项将目标数据集的范围裁剪到剪切线的范围
选中“保持输入光栅的分辨率”选项
单击“OK”
6.结果分析
输出图像根据矢量层范围进行裁剪。多边形外部的所有像素都被指定为0值。空间分辨率保持在30 m。
7.相应的GDAL 命令
上面使用的工具“Clipper”相当于在终端中启动以下命令：
> gdalwarp -cutline DEPARTMENT_PARIS.shp -crop_to_cutline -tr
30.0 30.0 -of GTiff LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
其中：
[-tr]：设置输出文件的分辨率，
[-of]：设置输出格式，
[cutline]：允许使用矢量文件中的混合剪切线，
[-crop_to_cutline]：将目标数据集的范围裁剪到剪切线的范围
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdalwarp.html 。
表2.7.图像裁剪
14.4.3. 栅格数据合并¶
栅格数据合并对应于 gdal_merge.pycommander 的执行。术语合并是指具有不同目标的两种应用程序：一方面，
将条带堆叠在同一文件中（层堆叠），另一方面，创建相邻图像的拼接。
光谱波段堆叠¶
QGIS处理步骤
1.打开图像
在QGIS中：
打开以下图像：
LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B3_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B4_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B5_L93.TIF
2.带堆叠目标是将图像堆叠在单个文件中。
在菜单栏中：
单击 Raster > Miscellaneous > Merge…
在合并窗口中：
设置如下：
输入文件：选择QGIS中显示的图像 注意：通过依次选择波段B2至B5，输出文件将组织如下： 波段1：蓝色（B2），波段2：绿色（B3），波段3：红色（B4），波段4：近红外（B5）
输出文件：LC81990262017019LGN00_MS_L93.TIF
选中选项将每个输入文件放置到一个单独的标注栏中
单击“OK”
3.结果分析
结果是一个具有四个光谱带的GeoTIFF文件。这种类型的多频段文件对于在QGIS中显示彩色构图很有用。它也是某些处理的先决条件。
4.相应的GDAL 命令
上面使用的工具相当于在终端中启动以下命令：
> gdal_merge.bat -separate -of GTiff -o
LC81990262017019LGN00_MS_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B3_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B4_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B5_L93.TIF
其中：
[-of]：设置输出格式，
[-separate]：将每个输入文件放在一个单独的带中，
[-o]：设置输出文件的名称。
一些有用的选项：
[-ps pixelsize_x pixelsize_y]: 设置输出文件的分辨率，
[-ul_lr ulx uly lrx lry]: 指定输出图像的空间范围。
注意： gdal_merge 工具输入具有相同坐标系的图像。然而，这些图像可能具有不同的空间范围和分辨率。
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdal_merge.html 。
表2.8.创建多频段栅格文件
14.4.4. 图像拼接¶
QGIS处理步骤
1.打开图片
在QGIS中：
打开以下图像：
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
显示器上的两个图像相邻，但略有重叠。
2.图像拼接
目标是生成两个输入图像的拼接。
在菜单栏中：
单击 Raster > Miscellaneous > Merge…
在合并窗口中：
设置如下：
输入文件：选择步骤1中打开的两个图像。
输出文件： LC81990262017019LGN00_MOSA.TIF
选中“无数据值”选项，然后输入值0
单击“OK”
3.结果分析
结果是两个输入图像的拼接。考虑无数据值使我们能够使值等于0的像素“透明”。输出处的空间分辨率取决于 gdal_merge 命令
输入中指示的第一图像。如果此图像为LC 81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF，则输出像素的尺寸在X方向
将为29.9824 m，在Y方向将为29.9685 m。相反，它们在X和Y上的长度为30 m。
LC81990262017019LGN 00_B2_L93_CLIP.TIF
LC81990262017019LGN 00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
LC81990262017019L GN00_MOSA.TIF
4.对应GDAL 命令上面使用的工具相当于在终端中启动以下命令：
> gdal_merge -n 0 -a_nodata 0 -of GTiff -o
LC81990262017019LGN00_MOSA.tif
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
其中：
[-of]：设置输出格式，
[-o]：设置输出文件的名称，
[-n]：设置合并时忽略像素的值，
[-a_nodata]：将指定的nodata值分配给输出文件。
注意：所有输入图像必须具有匹配数量的频段。
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdal_merge.html 。
表2.9.创建图像拼接
14.4.5. 减轻你的工作！使用虚拟栅格数据（VRT）¶
GdalTools扩展包中的合并工具使用的 gdal_merge 命令有时会生成大型栅格文件。GDAL通过创建虚拟数据集或VRT提供了
另一种策略。该格式允许通过应用算法（投影的变化、空间分辨率等）来组装异类网格数据在飞行中，
以便它们彼此连贯。由于VRT是GDAL 解释的ML文件，因此在存储方面非常轻便。
QGIS处理步骤
1.打开图像进行堆叠
在QGIS中：
仅打开以下图像：
LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B3_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B4_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B5_L93.TIF
2.波段堆叠
目标是将图像堆叠在单个VRT文件中。
在菜单栏中：
点击 Raster > Miscellaneous > Build Virtual Rasterl (Catalog)…
在“Virtual Raster”窗口中：
选中“Use visible raster layers for input”选项
注意：处理输出处的波段顺序遵循QGIS层面板中呈现的显示顺序。按照频段号的递减顺序组织Landsat 8文件。
设置如下：
输出文件： LC81990262017019LGN00_MS_L93.VRT
选中“分离”选项
单击“OK”
3.打开拼接图像
在QGIS中：
删除所有数据
仅打开以下图像：
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
4.图像拼接
目标是将输入图像镶嵌在单个VRT文件中。
在菜单栏中：
单击 Raster > Miscellaneous > Build Virtual Rasterl (Catalog)…
在“Build Virtual Raster”窗口中：
选中“Use visible raster layers for input”选项
设置如下：
输出文件： LC81990262017019LGN00_MOSA.VRT
选中“源无数据”选项，然后输入值0
单击“OK”
5.结果分析
以VRT格式创建的文件在显示屏上给出的结果与使用 gdal_merge 命令获得的结果相同（请参阅2.2.4.3部分）。
但是，创建策略有所不同。构建虚拟栅格并不是生成新图像文件，而是简单地复制输入数据的一个扩展到。
事实上，结果的数据量很小，如下表所示：
VRT文件是一个构造如下的HTML：
根元素VRTDataset对应于输出码的描述。它的rasterXSize和rasterYSize属性以像素形式表达其大小。 它包括与投影系统（SRS）、仿射变换（GeoTransform）、每个频段的特征（VRTRasterBand）等相关的几个子元素。
有关更多信息，请在以下网页上介绍VRT格式： http://www.gdal.org/gdal_vrttut.html 。
6.相应的GDAL 命令
上面使用的工具相当于在终端中启动以下命令：
对于波段堆叠：
gdalbuildvrt -separate LC81990262017019LGN00_MS_L93.VRT
LC81990262017019LGN00_B2_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B3_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B4_L93.TIF
LC81990262017019LGN00_B5_L93.TIF
gdalbuildvrt -srcnodata 0 LC81990262017019LGN00_MOSA.VRT
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP.TIF
LC81990262017019LGN00_B2_L93_CLIP_PARIS.TIF
其中：
[-separate]: 将每个输入文件放在一个单独的波段中，
[-srcnodata]: 设置合并时被忽略像素的值。
一些有用的选项：
[-resolution] 或 [-tr xres yres]：设置输出文件的分辨率，
[-te xmin ymin xmax ymax]：指定输出图像的空间范围，
[-r]：设置要使用的重新采样方法。
有关更多信息，请参阅以下网页： http://www.gdal.org/gdalbuildvrt.html 。
表2.10. VRT格式的使用