6. 加载栅格(raster)图层

前言

本章讲述使用qgis c++ Api加载栅格地图数据并显示。

• 说明：文章中的示例代码均来自开源项目qgis_cpp_api_apps

加载栅格(raster)图层

• 类QgsRasterLayer代表栅格图层，详见官方文档

Represents a raster layer.

A QgsRasterLayer is instantiated by specifying the name of a data provider, such as “gdal” or “wms”, and a url defining the specific data set to connect to.

The raster layer constructor in turn instantiates a QgsRasterDataProvider subclass corresponding to the provider type, and passes it the url. The data provider connects to the data source.

• 构造函数如下

QgsRasterLayer (const QString &uri, const QString &baseName=QString(), const QString &providerType="gdal", const QgsRasterLayer::LayerOptions &options=QgsRasterLayer::LayerOptions())

• 构造函数中参数providerType用于指定data provider，data provider可以指定的值包括：

Provider	说明
gdal	GDAL 是读写大量的栅格空间数据格式的广泛应用的开源库
wms	网络地图服务

gdal

空间数据抽象库（Geospatial Data Abstraction Library，GDAL）由Frank Warmerdam于1998年开始研发，主要用于读取栅格数据的抽象数据模型类库，并采用X/MIT协议发布。GDAL支持绝大多数的GIS栅格数据，并被大多数桌面GIS软件应用，如QGIS、ArcGIS等开源或商业软件都使用GDAL作为读取、写入栅格数据的基础类库。

常见的栅格数据如下表

GeoTiff

• 是常用的栅格数据存储格式

QGis导入tif

代码添加

• 构造函数参数uri为文件路径，providerType为gdal

void MainWindow::addRasterSlot()
{
    QString filename = QStringLiteral("maps/SRTM.tif");
    QFileInfo ff(filename);
    QgsRasterLayer* rlayer = new QgsRasterLayer(filename,ff.baseName(),"gdal");
    if(!rlayer->isValid())
    {
        QMessageBox::critical(this,tr("error"),tr("invalid layer"));
        return;
    }
    QgsProject::instance()->addMapLayer(rlayer);
    zoomToFirstLayer();
}

GeoPackage

包含多个tiff图层

QGis导入

代码导入

• 注意: uri格式为GPKG:/home/project/data/data.gpkg:layername

void MainWindow::addGpkg1Slot()
{
    QString filename = QStringLiteral("maps/two_raster_layers.gpkg");
    QFileInfo ff(filename);
    QString uri1 = QString("GPKG:%1/%2:layer01").arg(QCoreApplication::applicationDirPath()).arg(filename);
    QString uri2 = QString("GPKG:%1/%2:layer02").arg(QCoreApplication::applicationDirPath()).arg(filename);
    QgsRasterLayer* rlayer1 = new QgsRasterLayer(uri1,"layer01","gdal");
    QgsRasterLayer* rlayer2 = new QgsRasterLayer(uri2,"layer02","gdal");
    QgsProject::instance()->addMapLayer(rlayer1);
    QgsProject::instance()->addMapLayer(rlayer2);
    zoomToFirstLayer();
}

wms

WMS通过HTTP为用户提供地图渲染数据，并且支持返回JPEG、PNG等多种数据格式。OGC为WMS定义了GetCapabilities、GetMap和GetFeatureInfo等常见重要方法。通过GetCapabilities方法可获得WMS服务的基本信息，如服务内容、版本信息等。GetMap方法是WMS的核心，通过它可获得具体地理范围的地图数据。通过GetFeatureInfo方法，可根据地理位置坐标获取该位置详细的要素信息。

WMS—Web地图服务详情文档地址

在线高德影像地图

QGis添加在线高德影像

• 输入Name和Url
  
  
• 注意: 这里没有选择WMS/WMTS，而是选择了XYZ

代码添加

• 需要构建QgsRasterLayer的uri参数，其中最重要的是以下四个
  • url: wms的服务器地址https://webst01.is.autonavi.com/appmaptile?style=8&x={x}&y={y}&z={z}
  • type: 类型 xyz，mbtiles，wmst和其他，对于高德选择xyz，其他参数待查
  • zmin/zmax: 缩放等级
• 构建url参数有两种方法：
  • 使用QgsDataSourceUri类的setParam函数，encodeUri函数返回最终url
  • 直接使用字符串构造，需要注意参数url需要UrlEncode转码

QgsMapLayer *ll_qgis_base_lib::addWmsLayer(const QString &uri, const QString &baseName)
{
    QString urlWithParams;
    QString type = QStringLiteral("xyz");
    int zMin = 0;
    int zMax = 18;
#if 1
    QgsDataSourceUri urik;
    urik.setParam( QStringLiteral( "url" ), uri );
    urik.setParam( QStringLiteral( "type" ), type );
    urik.setParam( QStringLiteral( "zmin" ), QString::number( zMin ) );
    urik.setParam( QStringLiteral( "zmax" ), QString::number( zMax ) );
    urlWithParams = urik.encodedUri();
#else
    QString urlEncode = QUrl::toPercentEncoding(url);
    urlWithParams = QString("type=xyz&url=%1&zmax=18&zmin=0").arg(urlEncode);
#endif
    QgsRasterLayer *rlayer = new QgsRasterLayer(urlWithParams,baseName,"wms");
    QgsProject::instance()->addMapLayer(rlayer);
    return rlayer;
}

离线高德影像地图

瓦片原理

• 瓦片就是一堆图片，怎么对这堆图片进行编号，是目前主流互联网地图商分歧最大的地方。总结起来分为四个流派：
  • 谷歌XYZ：Z表示缩放层级，Z=zoom；XY的原点在左上角，X从左向右，Y从上向下。
  • TMS：开源产品的标准，Z的定义与谷歌相同；XY的原点在左下角，X从左向右，Y从下向上。
  • QuadTree：微软Bing地图使用的编码规范，Z的定义与谷歌相同，同一层级的瓦片不用XY两个维度表示，而只用一个整数表示，该整数服从四叉树编码规则
  • 百度XYZ：Z从1开始，在最高级就把地图分为四块瓦片；XY的原点在经度为0纬度位0的位置，X从左向右，Y从下向上。

下图显示了前三个流派在zoom=1层级上的瓦片编号结果：

服务描述XML文件

• 通过创建本地服务描述XML文件访问服务，详情见链接

     
	file:///home/t/gis/ld_qgis_demos/bin/maps/gaode20230630//${z}/${y}/${x}.png
    
    
        -180
        90
        180
        -90
        2
        top
    
    EPSG:4326
    256
    256
    3
    

• ServerUrl：描述本地瓦片地址路径
  

QGis导入离线地图

• 选择tms.xml
  
  

代码导入

• 重点是构建正确的xml文件

void MainWindow::addGdalOfflineSlot()
{
    QString mapPath = QCoreApplication::applicationDirPath()+QStringLiteral("/maps/gaode20230630");
    QString tmsPath = mapPath+QStringLiteral("/tms.xml");
    QString serverUrl = QStringLiteral("file:///") + mapPath + QStringLiteral("//${z}/${y}/${x}.png");
    QString tmsStr = QString(""
                     "%1"
                     ""
                     "-18090180-90"
                     "2top"
                     ""
                     "EPSG:43262562563"
                             "").arg(serverUrl);
    QFile file(tmsPath);
    if(file.open(QIODevice::ReadWrite))
    {
        file.write(tmsStr.toStdString().c_str());
        file.close();
    }
    QgsRasterLayer* layer = new QgsRasterLayer(mapPath+QStringLiteral("/tms.xml"),"gaodeoffline","gdal");
    QgsProject::instance()->addMapLayer(layer);
    zoomToFirstLayer();
}