Растровый калькулятор

Зависимости:

• numpy
• raster_tools (https://github.com/oldbay/raster_tools)

Установка:

Для установки при помощи pip:

pip install git+https://github.com/oldbay/raster_calc

Для установки в gentoo linux:

представлен ebuild сценарий raster-calc-999.ebuild

Инструментарий представлен:

Утилитой:

raster_calc- растровый калькулятор который может производить нормализацию комплектов исходных геоданных, радиологическую и атмосферную коррекцию

применение:

raster_calc <метод расчёта> <путь до конфига расчёта> <путь/до/конф/файла>

где:

<метод расчёта> - сейчас имеются в наличии:

• landsat - нормализация исходных геоданных landat 5,7,8
• ndvi - вегетативный индекс
• ndwi - водный индекс
• (можно добавить свой метод через конфиг)

<путь до конфига расчёта>:

для landsat - путь до *_MTL.txt для индексов - путь до любого файла в каталоге

Пример нормализации L1 ДДЗ landsat

raster_calc lansat <путь>/<имя>.MTL.txt

Файл радиологической коррекции должен располагаться в одном каталоге с георастрами (как он располагается в архиве от USGS) В результате работы скрипта в каталоге с *_MTL.txt будут созданы нормализованные спектральные растры(при дефолтном конфиге):

• blue.tif - для синего канала
• green.tif - для зелёного канала
• red.tif - для красного канала
• nir.tif - для ближнего ИК канала
• swir1.tif - для среднего ИК1 канала
• swir2.tif - для среднего ИК2 канала

Эти же названия спектральных растров используется для расчёта индексов.

Подключение дополнительных модулей

Подключение дополнительных модулей калькулятора к утилите производится через модификацию основного конфигурационного файла калькулятора.

Пример такой модификации(NDVI):

import importlib

# Добавить в словарь имя(имена) метода(ов) и импортировать модуль нового метода
# по путям файловой системы при помощи importlib
calc_methods = {
    "ndvi": importlib.import_module("ndvi_module"),
}

Другие переменные для модификации - можно увидеть в raster_calc/config.py: новые ключи переменных в формате словаря дополняются, существующие ключи - заменяются, остальные типы переменных заменяются полностью.

В подключаемом дополнительном модуле калькулятора необходимо наличие функции calc принимающей в качестве аргумента второй аргумент командной строки утилиты raster_calc - <путь до конфига расчёта>.

Пример модуля (NDVI):

import os, sys
import numpy as np
from raster_tools import raster2array, array2raster

def calc(_file):

    # получение пути к каталогу со спектральными растрами
    path = os.path.dirname(_file)

    # присвоение растра красного канала объекту raster_tools.raster2array в качестве метаданных
    METADATA = raster2array("%s/red.tif"%path)

    # получение numpy массива для красного канала из объекта raster_tools.raster2array
    RED = METADATA()

    # получение numpy массива для ближнего ИК канала из объекта raster_tools.raster2array
    NIR = raster2array("%s/nir.tif"%path)()

    # расчёт вегетативного индекса
    ndvi = (NIR - RED) / (NIR + RED)

    # сохранение вегетативного индекса в виде растра
    array2raster(METADATA, ndvi, path+"/index_ndvi.tif")

Пример подключаемого модуля в examples:

examples/example_add_index/sarvi_index.py - пример стороннего модуля калькулятора для рассчёта вегетативного индекса SARVI

Данный пример сопровождается примером конфигурационного файла:

examples/example_add_index/config.py - подключающего данный модуль к утилите

Применение подключаемого модуля:

Подключать конфигурационный файл дополнительного модуля можно двумя способами:

через системную пересенную:

env RASTER_CALC_CONF=config.py raster_calc sarvi <путь до спектрального растра>

через аргумент командной строки:

raster_calc sarvi <путь до спектрального растра> config.py

Примеры применение калькулятора в коде (без использования утилиты)

examples/example_calc_more_indexes.py - простой вариант написания растрового калькулятора, для расчёта NDVI, NDWI, транспирационной маски и TNDVI.

Скрипт позволяет применять простые математические вычисления к операциям с одинаково спозицианированными георастрами.

Для работы скрипта требуется каталог со спектральными растрами.

Результат работы примера:

calc_index_example.py <каталог со спектральными растрами>

В результате работы скрипта в каталоге со спектральными растрами будут созданы растры индексов:

• index_ndvi_standart.tif - NDVI стандартный метод расчёта
• index_ndvi.tif - NDVI с фильтром
• index_ndwi_standart.tif - NDWI стандартный метод расчёта
• index_ndwi.tif - NDWI с фильтром
• index_tndvi.tif - транспирационный NDVI