gdal带的影像合并Python代码

    ps:最近用vc作遥感影像的入库功能，借助GDAL来做，基本已经可以使用了。最后要写段代码对建立好的金字塔作合并输出，再次翻看了gdal_merge.py，其实这段代码很早就看过，尽管道理不复杂，但看到Frank把代码写的这么精致，不由肃然起敬，放到这里经常来看看勉励自己。
    写代码有好几年了，现在才深刻体会到软件设计模式、架构、文档、规范的重要性，反而感觉做工作时有些瞻前顾后，总想把代码的逻辑整的很清晰以提高可维护行和复用性，真是那个 阶段有哪个阶段的烦恼，呵呵！

  1  # !/usr/bin/env python
  2  # ##############################################################################
  3  #  $Id: gdal_merge.py,v 1.25 2006/04/20 13:27:57 fwarmerdam Exp $
  4  #
  5  #  Project:  InSAR Peppers
  6  #  Purpose:  Module to extract data from many rasters into one output.
  7  #  Author:   Frank Warmerdam, [email protected]
  8  #
  9  # ##############################################################################
 10  #  Copyright (c) 2000, Atlantis Scientific Inc. (www.atlsci.com)
 11  #  
 12  #  This library is free software; you can redistribute it and/or
 13  #  modify it under the terms of the GNU Library General Public
 14  #  License as published by the Free Software Foundation; either
 15  #  version 2 of the License, or (at your option) any later version.
 16  #  
 17  #  This library is distributed in the hope that it will be useful,
 18  #  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 19  #  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 20  #  Library General Public License for more details.
 21  #  
 22  #  You should have received a copy of the GNU Library General Public
 23  #  License along with this library; if not, write to the
 24  #  Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
 25  #  Boston, MA 02111-1307, USA.
 26  # ##############################################################################
 27  #  
 28  #   $Log: gdal_merge.py,v $
 29  #   Revision 1.25  2006/04/20 13:27:57  fwarmerdam
 30  #   Added error checks on Driver's Create support and success of Create.
 31  #
 32  #   Revision 1.24  2006/01/26 23:40:39  fwarmerdam
 33  #   treat nodata as a float.
 34  #
 35  #   Revision 1.23  2005/11/25 02:13:36  fwarmerdam
 36  #   Added --help-general.
 37  #
 38  #   Revision 1.22  2005/11/16 18:30:49  fwarmerdam
 39  #   Fixed round off issue with output file size.
 40  #
 41  #   Revision 1.21  2005/08/18 15:45:15  fwarmerdam
 42  #   Added the -createonly switch.
 43  #
 44  #   Revision 1.20  2005/07/19 03:33:39  fwarmerdam
 45  #   removed left over global_list
 46  #
 47  #   Revision 1.19  2005/06/23 19:51:51  fwarmerdam
 48  #   Fixed support for non-square pixels c/o Matt Giger
 49  #   http://bugzilla.remotesensing.org/show_bug.cgi?id=874
 50  #
 51  #   Revision 1.18  2005/03/29 22:40:00  fwarmerdam
 52  #   Added -ot option.
 53  #
 54  #   Revision 1.17  2005/02/23 18:29:07  fwarmerdam
 55  #   Accept "either spelling" of separate.
 56  #
 57  #   Revision 1.16  2005/02/23 18:23:00  fwarmerdam
 58  #   Added -seperate to the usage message.
 59  #
 60  #   Revision 1.15  2004/09/02 22:06:24  warmerda
 61  #   Added a bit of commandline error reporting.
 62  #
 63  #   Revision 1.14  2004/08/23 15:05:27  warmerda
 64  #   Added projection setting for new files.
 65  #
 66  #   Revision 1.13  2004/04/02 22:31:26  warmerda
 67  #   Use -of for format.
 68  #
 69  #   Revision 1.12  2004/04/02 17:40:44  warmerda
 70  #   added GDALGeneralCmdLineProcessor() support
 71  #
 72  #   Revision 1.11  2004/03/26 17:11:42  warmerda
 73  #   added -init
 74  #
 75  #   Revision 1.10  2003/04/22 14:42:45  warmerda
 76  #   Don't import Numeric unless we need it.
 77  #
 78  #   Revision 1.9  2003/04/22 13:30:05  warmerda
 79  #   Added -co flag.
 80  #
 81  #   Revision 1.8  2003/03/07 16:26:39  warmerda
 82  #   fixed up for ungeoreferenced files, supress extra error
 83  #
 84  #   Revision 1.7  2003/01/28 15:00:13  warmerda
 85  #   applied patch for multi-band support from Ken Boss
 86  #
 87  #   Revision 1.6  2003/01/20 22:19:08  warmerda
 88  #   added nodata support
 89  #
 90  #   Revision 1.5  2002/12/12 14:54:42  warmerda
 91  #   added the -pct flag to copy over a pct
 92  #
 93  #   Revision 1.4  2002/12/12 14:48:12  warmerda
 94  #   removed broken options arg to gdal.Create()
 95  #
 96  #   Revision 1.3  2002/04/03 21:12:05  warmerda
 97  #   added -separate flag for Gerald Buckmaster
 98  #
 99  #   Revision 1.2  2000/11/29 20:36:18  warmerda
100  #   allow output file to be preexisting
101  #
102  #   Revision 1.1  2000/11/29 20:23:13  warmerda
103  #   New
104  #
105  #
106 
107  import  gdal
108  import  sys
109 
110  verbose  =  0
111 
112 
113  #  =============================================================================
114  def  raster_copy( s_fh, s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize, s_band_n,
115                   t_fh, t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize, t_band_n,
116                   nodata = None ):
117 
118       if  nodata  is   not  None:
119           return  raster_copy_with_nodata(
120              s_fh, s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize, s_band_n,
121              t_fh, t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize, t_band_n,
122              nodata )
123 
124       if  verbose  !=  0:
125           print   ' Copy %d,%d,%d,%d to %d,%d,%d,%d. '  \
126                 %  (s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize,
127               t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize )
128 
129      s_band  =  s_fh.GetRasterBand( s_band_n )
130      t_band  =  t_fh.GetRasterBand( t_band_n )
131 
132      data  =  s_band.ReadRaster( s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize,
133                                t_xsize, t_ysize, t_band.DataType )
134      t_band.WriteRaster( t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize,
135                          data, t_xsize, t_ysize, t_band.DataType )
136          
137 
138       return  0
139      
140  #  =============================================================================
141  def  raster_copy_with_nodata( s_fh, s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize, s_band_n,
142                               t_fh, t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize, t_band_n,
143                               nodata ):
144 
145       import  Numeric
146      
147       if  verbose  !=  0:
148           print   ' Copy %d,%d,%d,%d to %d,%d,%d,%d. '  \
149                 %  (s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize,
150               t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize )
151 
152      s_band  =  s_fh.GetRasterBand( s_band_n )
153      t_band  =  t_fh.GetRasterBand( t_band_n )
154 
155      data_src  =  s_band.ReadAsArray( s_xoff, s_yoff, s_xsize, s_ysize,
156                                     t_xsize, t_ysize )
157      data_dst  =  t_band.ReadAsArray( t_xoff, t_yoff, t_xsize, t_ysize )
158 
159      nodata_test  =  Numeric.equal(data_src,nodata)
160      to_write  =  Numeric.choose( nodata_test, (data_src, data_dst) )
161                                 
162      t_band.WriteArray( to_write, t_xoff, t_yoff )
163 
164       return  0
165      
166  #  =============================================================================
167  def  names_to_fileinfos( names ):
168       """
169      Translate a list of GDAL filenames, into file_info objects.
170 
171      names -- list of valid GDAL dataset names.
172 
173      Returns a list of file_info objects.  There may be less file_info objects
174      than names if some of the names could not be opened as GDAL files.
175       """
176      
177      file_infos  =  []
178       for  name  in  names:
179          fi  =  file_info()
180           if  fi.init_from_name( name )  ==   1 :
181              file_infos.append( fi )
182 
183       return  file_infos
184 
185  #  *****************************************************************************
186  class  file_info:
187       """ A class holding information about a GDAL file. """
188 
189       def  init_from_name(self, filename):
190           """
191          Initialize file_info from filename
192 
193          filename -- Name of file to read.
194 
195          Returns 1 on success or 0 if the file can't be opened.
196           """
197          fh  =  gdal.Open( filename )
198           if  fh  is  None:
199               return  0
200 
201          self.filename  =  filename
202          self.bands  =  fh.RasterCount
203          self.xsize  =  fh.RasterXSize
204          self.ysize  =  fh.RasterYSize
205          self.band_type  =  fh.GetRasterBand( 1 ).DataType
206          self.projection  =  fh.GetProjection()
207          self.geotransform  =  fh.GetGeoTransform()
208          self.ulx  =  self.geotransform[0]
209          self.uly  =  self.geotransform[ 3 ]
210          self.lrx  =  self.ulx  +  self.geotransform[ 1 ]  *  self.xsize
211          self.lry  =  self.uly  +  self.geotransform[ 5 ]  *  self.ysize
212 
213          ct  =  fh.GetRasterBand( 1 ).GetRasterColorTable()
214           if  ct  is   not  None:
215              self.ct  =  ct.Clone()
216           else :
217              self.ct  =  None
218 
219           return   1
220 
221       def  report( self ):
222           print   ' Filename:  ' +  self.filename
223           print   ' File Size: %dx%dx%d '  \
224                 %  (self.xsize, self.ysize, self.bands)
225           print   ' Pixel Size: %f x %f '  \
226                 %  (self.geotransform[ 1 ],self.geotransform[ 5 ])
227           print   ' UL:(%f,%f)   LR:(%f,%f) '  \
228                 %  (self.ulx,self.uly,self.lrx,self.lry)
229 
230       def  copy_into( self, t_fh, s_band  =   1 , t_band  =   1 , nodata_arg = None ):
231           """
232          Copy this files image into target file.
233 
234          This method will compute the overlap area of the file_info objects
235          file, and the target gdal.Dataset object, and copy the image data
236          for the common window area.  It is assumed that the files are in
237          a compatible projection  no checking or warping is done.  However,
238          if the destination file is a different resolution, or different
239          image pixel type, the appropriate resampling and conversions will
240          be done (using normal GDAL promotion/demotion rules).
241 
242          t_fh -- gdal.Dataset object for the file into which some or all
243          of this file may be copied.
244 
245          Returns 1 on success (or if nothing needs to be copied), and zero one
246          failure.
247           """
248          t_geotransform  =  t_fh.GetGeoTransform()
249          t_ulx  =  t_geotransform[0]
250          t_uly  =  t_geotransform[ 3 ]
251          t_lrx  =  t_geotransform[0]  +  t_fh.RasterXSize  *  t_geotransform[ 1 ]
252          t_lry  =  t_geotransform[ 3 ]  +  t_fh.RasterYSize  *  t_geotransform[ 5 ]
253 
254           #  figure out intersection region
255          tgw_ulx  =  max(t_ulx,self.ulx)
256          tgw_lrx  =  min(t_lrx,self.lrx)
257           if  t_geotransform[ 5 ]  <  0:
258              tgw_uly  =  min(t_uly,self.uly)
259              tgw_lry  =  max(t_lry,self.lry)
260           else :
261              tgw_uly  =  max(t_uly,self.uly)
262              tgw_lry  =  min(t_lry,self.lry)
263          
264           #  do they even intersect?
265           if  tgw_ulx  >=  tgw_lrx:
266               return   1
267           if  t_geotransform[ 5 ]  <  0  and  tgw_uly  <=  tgw_lry:
268               return   1
269           if  t_geotransform[ 5 ]  >  0  and  tgw_uly  >=  tgw_lry:
270               return   1
271              
272           #  compute target window in pixel coordinates.
273          tw_xoff  =  int((tgw_ulx  -  t_geotransform[0])  /  t_geotransform[ 1 ]  +   0.1 )
274          tw_yoff  =  int((tgw_uly  -  t_geotransform[ 3 ])  /  t_geotransform[ 5 ]  +   0.1 )
275          tw_xsize  =  int((tgw_lrx  -  t_geotransform[0]) / t_geotransform[ 1 ]  +   0.5 ) \
276                      -  tw_xoff
277          tw_ysize  =  int((tgw_lry  -  t_geotransform[ 3 ]) / t_geotransform[ 5 ]  +   0.5 ) \
278                      -  tw_yoff
279 
280           if  tw_xsize  <   1   or  tw_ysize  <   1 :
281               return   1
282 
283           #  Compute source window in pixel coordinates.
284          sw_xoff  =  int((tgw_ulx  -  self.geotransform[0])  /  self.geotransform[ 1 ])
285          sw_yoff  =  int((tgw_uly  -  self.geotransform[ 3 ])  /  self.geotransform[ 5 ])
286          sw_xsize  =  int((tgw_lrx  -  self.geotransform[0]) \
287                          /  self.geotransform[ 1 ]  +   0.5 )  -  sw_xoff
288          sw_ysize  =  int((tgw_lry  -  self.geotransform[ 3 ]) \
289                          /  self.geotransform[ 5 ]  +   0.5 )  -  sw_yoff
290 
291           if  sw_xsize  <   1   or  sw_ysize  <   1 :
292               return   1
293 
294           #  Open the source file, and copy the selected region.
295          s_fh  =  gdal.Open( self.filename )
296 
297           return  \
298              raster_copy( s_fh, sw_xoff, sw_yoff, sw_xsize, sw_ysize, s_band,
299                           t_fh, tw_xoff, tw_yoff, tw_xsize, tw_ysize, t_band,
300                           nodata_arg )
301 
302 
303  #  =============================================================================
304  def  Usage():
305       print   ' Usage: gdal_merge.py [-o out_filename] [-of out_format] [-co NAME=VALUE]* '
306       print   '                      [-ps pixelsize_x pixelsize_y] [-separate] [-v] [-pct] '
307       print   '                      [-ul_lr ulx uly lrx lry] [-n nodata_value] [-init value] '
308       print   '                      [-ot datatype] [-createonly] input_files '
309       print   '                      [--help-general] '
310       print
311 
312  #  =============================================================================
313  #
314  #  Program mainline.
315  #
316 
317  if   __name__   ==   ' __main__ ' :
318 
319      names  =  []
320      format  =   ' GTiff '
321      out_file  =   ' out.tif '
322 
323      ulx  =  None
324      psize_x  =  None
325      separate  =  0
326      copy_pct  =  0
327      nodata  =  None
328      create_options  =  []
329      pre_init  =  None
330      band_type  =  None
331      createonly  =  0
332 
333      gdal.AllRegister()
334      argv  =  gdal.GeneralCmdLineProcessor( sys.argv )
335       if  argv  is  None:
336          sys.exit( 0 )
337 
338       #  Parse command line arguments.
339      i  =   1
340       while  i  <  len(argv):
341          arg  =  argv[i]
342 
343           if  arg  ==   ' -o ' :
344              i  =  i  +   1
345              out_file  =  argv[i]
346 
347           elif  arg  ==   ' -v ' :
348              verbose  =   1
349 
350           elif  arg  ==   ' -createonly ' :
351              createonly  =   1
352 
353           elif  arg  ==   ' -separate ' :
354              separate  =   1
355 
356           elif  arg  ==   ' -seperate ' :
357              separate  =   1
358 
359           elif  arg  ==   ' -pct ' :
360              copy_pct  =   1
361 
362           elif  arg  ==   ' -ot ' :
363              i  =  i  +   1
364              band_type  =  gdal.GetDataTypeByName( argv[i] )
365               if  band_type  ==  gdal.GDT_Unknown:
366                   print   ' Unknown GDAL data type:  ' , argv[i]
367                  sys.exit(  1  )
368 
369           elif  arg  ==   ' -init ' :
370              i  =  i  +   1
371              pre_init  =  float(argv[i])
372 
373           elif  arg  ==   ' -n ' :
374              i  =  i  +   1
375              nodata  =  float(argv[i])
376 
377           elif  arg  ==   ' -f ' :
378               #  for backward compatibility.
379              i  =  i  +   1
380              format  =  argv[i]
381 
382           elif  arg  ==   ' -of ' :
383              i  =  i  +   1
384              format  =  argv[i]
385 
386           elif  arg  ==   ' -co ' :
387              i  =  i  +   1
388              create_options.append( argv[i] )
389 
390           elif  arg  ==   ' -ps ' :
391              psize_x  =  float(argv[i + 1 ])
392              psize_y  =   - 1   *  abs(float(argv[i + 2 ]))
393              i  =  i  +   2
394 
395           elif  arg  ==   ' -ul_lr ' :
396              ulx  =  float(argv[i + 1 ])
397              uly  =  float(argv[i + 2 ])
398              lrx  =  float(argv[i + 3 ])
399              lry  =  float(argv[i + 4 ])
400              i  =  i  +   4
401 
402           elif  arg[: 1 ]  ==   ' - ' :
403               print   ' Unrecognised command option:  ' , arg
404              Usage()
405              sys.exit(  1  )
406 
407           else :
408              names.append( arg )
409              
410          i  =  i  +   1
411 
412       if  len(names)  ==  0:
413           print   ' No input files selected. '
414          Usage()
415          sys.exit(  1  )
416 
417      Driver  =  gdal.GetDriverByName(format)
418       if  Driver  is  None:
419           print   ' Format driver %s not found, pick a supported driver. '   %  format
420          sys.exit(  1  )
421 
422      DriverMD  =  Driver.GetMetadata()
423       if   not  DriverMD.has_key( ' DCAP_CREATE ' ):
424           print   ' Format driver %s does not support creation and piecewise writing.\nPlease select a format that does, such as GTiff (the default) or HFA (Erdas Imagine). '   %  format
425          sys.exit(  1  )
426 
427       #  Collect information on all the source files.
428      file_infos  =  names_to_fileinfos( names )
429 
430       if  ulx  is  None:
431          ulx  =  file_infos[0].ulx
432          uly  =  file_infos[0].uly
433          lrx  =  file_infos[0].lrx
434          lry  =  file_infos[0].lry
435          
436           for  fi  in  file_infos:
437              ulx  =  min(ulx, fi.ulx)
438              uly  =  max(uly, fi.uly)
439              lrx  =  max(lrx, fi.lrx)
440              lry  =  min(lry, fi.lry)
441 
442       if  psize_x  is  None:
443          psize_x  =  file_infos[0].geotransform[ 1 ]
444          psize_y  =  file_infos[0].geotransform[ 5 ]
445 
446       if  band_type  is  None:
447          band_type  =  file_infos[0].band_type
448 
449       #  Try opening as an existing file.
450      gdal.PushErrorHandler(  ' CPLQuietErrorHandler '  )
451      t_fh  =  gdal.Open( out_file, gdal.GA_ReadOnly )
452      gdal.PopErrorHandler()
453      
454       #  Create output file if it does not already exist.
455       if  t_fh  is  None:
456          geotransform  =  [ulx, psize_x, 0, uly, 0, psize_y]
457 
458          xsize  =  int((lrx  -  ulx)  /  geotransform[ 1 ]  +   0.5 )
459          ysize  =  int((lry  -  uly)  /  geotransform[ 5 ]  +   0.5 )
460 
461           if  separate  !=  0:
462              bands  =  len(file_infos)
463           else :
464              bands  =  file_infos[0].bands
465 
466          t_fh  =  Driver.Create( out_file, xsize, ysize, bands,
467                                band_type, create_options )
468           if  t_fh  is  None:
469               print   ' Creation failed, terminating gdal_merge. '
470              sys.exit(  1  )
471              
472          t_fh.SetGeoTransform( geotransform )
473          t_fh.SetProjection( file_infos[0].projection )
474 
475           if  copy_pct:
476              t_fh.GetRasterBand( 1 ).SetRasterColorTable(file_infos[0].ct)
477       else :
478           if  separate  !=  0:
479              bands  =  len(file_infos)
480           else :
481              bands  =  min(file_infos[0].bands,t_fh.RasterCount)
482 
483       #  Do we need to pre-initialize the whole mosaic file to some value?
484       if  pre_init  is   not  None:
485           for  i  in  range(t_fh.RasterCount):
486              t_fh.GetRasterBand(i + 1 ).Fill( pre_init )
487 
488       #  Copy data from source files into output file.
489      t_band  =   1
490       for  fi  in  file_infos:
491           if  createonly  !=  0:
492               continue
493          
494           if  verbose  !=  0:
495               print
496              fi.report()
497 
498           if  separate  ==  0 :
499               for  band  in  range( 1 , bands + 1 ):
500                  fi.copy_into( t_fh, band, band, nodata )
501           else :
502              fi.copy_into( t_fh,  1 , t_band, nodata )
503              t_band  =  t_band + 1
504              
505       #  Force file to be closed.
506      t_fh  =  None
507