地理数据处理软件包GDAL

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。但是目前GDAL的中文资料较少，本人在美国学习期间，主要参考了GDAL的官方网站http://www.gdal.org/和Utah State University的GDAL python培训课程http://www.gis.usu.edu/~chrisg/python/。

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 data model)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(GCPs)， 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。