GDAL/OGR használata Python nyelvben

GDAL/OGR modul leírása

A nyílt GDAL/OGR (Geospatial Data Abstraction Library, OpenGIS Simple Features Reference Implementation) könyvtárak számos eszközzel segítik a térképészeti adatok feldolgozását. A GDAL a raszteres, az OGR pedig a vektoros adatok kezeléséért felel. A C++ nyelven írt OGR könyvtárhoz úgynevezett Python kötéseket készítettek, hogy Python programokból elérhetők legyenek az OGR funkciói: ez a Python OGR modul.

Használat

Támogatott adatformátumok

Az OGR könyvtár segítségével számos vektoros formátumot (állománytípust vagy egyéb

adatforrást) tudunk kezelni, például:

• ESRI shapefile

• personal geodatabase (térinformatikai adatokat tároló Microsoft Access adatbázis)

• ArcSDE adatbázis

• MapInfo formátum

• GRASS formátum

• Bentley Systems MicroStation formátum

• TIGER/Line

• SDTS

• GML

• KML

• MySQL, PostgreSQL, MariaDB, stb

• Oracle Spatial

• Informix

• ODBC

Hozzáférés a filehoz

A különböző fájltípusoknak és más adatforrásoknak a kezelésére az OGR könyvtár úgynevezett meghajtókat (vagy driver­eket) használ. A következő Python kóddal tudjuk megvizsgálni, hogy milyen driver­ek állnak rendelkezésünkre:

from osgeo import ogr driverList = []

for i in range(ogr.GetDriverCount()):

 driver = ogr.GetDriver(i)
 driverName = driver.GetName()
 if not driverName in driverList:
   formatsList.append(driverName)

for i in formatsList:

 print i

A kiírt nevek alapján azonosíthatjuk a megfelelő drivert. A Shape fájl formátumot például az „ESRI Shapefile” nevű meghajtóval kezelhetjük. A megfelelő driver név szerint is elérhető (ha nincs telepíve az adott nevű driver, akkor a GetDriverByName függvény None értéket térít vissza). A Shape fájlokat kezelő meghajtót tehát a következő függvényhívással érhetjük el: driver = ogr.GetDriverByName('ESRI Shapefile') Az állományt ezután a meghatón keresztül nyitjuk meg az Open függvény segítségével, aminek első paramétere az állomány neve (teljes elérési útvonal), a második pedig egy egész szám, aminek értéke 0 vagy 1 lehet. A második paraméter 0, ha az állományt csak olvasásra nyitjuk meg, az érték 1 ha írni is szeretnénk bele.

file = driver.Open(filename, 0) if file is None:

 print ('Nem tudtam megnyitni a fájlt!')

Amennyiben a meghajtó nem tudta megnyitni az állományt, akkor a None értéket adja vissza. Ez a helyzet akkor fordulhat elő, ha a Shape fájl tartalma sérült vagy az shx vagy dbf fájl nem található.

Térképészeti adat kinyerése

A következő lépés a Shape fájlban található réteghez (layer) valő hozzáférés. Ezt a funkciót a

GetLayer(index) függvény biztosítja. Shape fájlok esetében az index mindig 0 (vagy el is lehet hagyni ezt a paramétert), az index csak olyan formátumok esetében hasznos, mint pl. a GML vagy a TIGER. A következő sorral tehát a Shape fájl egyetlen rétegét szerezzük be:

layer = datasource.GetLayer())

Ezután következik a rétegen található elemek (features) beolvasása. A feature­ek számát a layer GetFeatureCount() függvényével kérhetjük le, és az egyes feature­ek a GetFeature(index) függvénnyel érhetjük el. Vagy végig lehet menni az összes feature­en a következő kóddal:

feature = layer.GetNextFeature() while feature:

 # feldolgozás
 feature = layer.GetNextFeature()
 layer.ResetReading() #ha újra kell kezdeni a beolvasást

A Shape fájlunk csak egyetlen feature­t tartalmaz, ezért a GetNextFeauter() egyszeri meghívásával megoldjuk a hozzáférést. Az elem mértani objetkumát a GetGeometryRef() függvénnyel kérhetjük le, típusát pedig a GetGeometryType() vagy GetGeometryName() függvénnyekkel ellenőrizhetjük le. A következő sorokban például azt ellenőrizzük le, hogy a poligon vagy multipoligon típusú elemmel van­e dolgunk: geometry = feature.GetGeometryRef() if geometry.GetGeometryName() == 'POLYGON' or geom.GetGeometryName() =='MULTIPOLYGON':

 # feldolgozás

A típusokat az OGR konstansaival (pl. ogr.wkbPoint, ogr.wkbLineString, ogr.wkbPolygon, ogr.wkbMultiPoint, ogr.wkbMultiLineString, ogr.wkbMultiPolygon, stb.) is azonosíthatjuk.

Attribútumok

Az attribútomokat a GetField() függvénnyel és annak variációival érhetjük el. Például:

attr = feature.GetField('id') attrstr = feature.GetFieldAsString('id')

Az attribútumok számát a GetFieldCount() függvénnyel kapjuk meg.

Példaprogramok

Shape file geometriájának egyszerűsítése

A következő Python kód egy Shape file geometriáját egyszerűsíti, adott toleranciával. A fontosabb sorokhoz magyarázatot fűztünk.

1. !/usr/bin/python
2. ­*­ coding: utf­8 ­*­

import os, sys from osgeo import ogr

1. infile ­ bemeneti állomány neve
2. outfile ­ kimeneti állomány neve
3. tolerance ­ a egyszerűsítés paramétere

def simplify(infile, outfile, tolerance):

 # az ESRI Shapefile meghajtó
 driver = ogr.GetDriverByName('ESRI Shapefile')
 
 # olvasásra nyitjuk meg a bemeneti állományt
 infile = driver.Open(infile,0)
 if infile is None:
   print 'Nem tudom megnyitni a(z) ', infile, ' nevű állományt!'
   sys.exit(1)

 # a bemeneti állomány adatai: layer, feature, geometry
 inputLayer = infile.GetLayer()
 inputFeature = inputLayer.GetNextFeature()
 geom = inputFeature.GetGeometryRef()
 geomType = geom.GetGeometryType()

 # a kimeneti állomány létrehozása
 if os.path.exists(outfile):
   os.remove(outfile)
 try:
   output = driver.CreateDataSource(outfile)
 except:
   print 'Nem tudom létrehozni a(z)', outfile, ' nevű állományt!'
   sys.exit(1)

 # réteg létrehozása a kimeneten
 outputLayer = output.CreateLayer('Tolerance',geom_type=geomType,srs=inputLayer.GetSpatialRef())
 if outputLayer is None:
   print 'Nem tudom lérehozni a megfelelő layer­t a kimeneti állományban!'
   sys.exit(1)
 outputLayerDef = outputLayer.GetLayerDefn()
 featureID = 0

1. végigmegyünk az összes elemen

while inputFeature:

 # az eredeti geometria
 geometry = inputFeature.GetGeometryRef()
 # az egyszerűsített geometria
 simplifiedGeom = geometry.Simplify(tolerance)
 # megpróbálunk létrehozni egy új feature­t az egyszerűsített geometriával
 try:
   newFeature = ogr.Feature(outputLayerDef)
   newFeature.SetGeometry(simplifiedGeom)
   newFeature.SetFID(featureID)
   outputLayer.CreateFeature(newFeature)

 except:
   print "Nem tudtam létrehozni az egyszerűsített geomatriát!"

 newFeature.Destroy()
 inputFeature.Destroy()
 inputFeature = inputLayer.GetNextFeature()
 featureID += 1
 infile.Destroy()
 output.Destroy()
 print "Az egyszerűsítést sikeresen végrehajtottam"

return

1. a parancssorban átadott paraméterek

if (len(sys.argv) < 4):

 print ('Használat: python simplify.py <bemenet> <kimenet> <tolerancia>')
 sys.exit(0)

1. az egyszerűsítő függvény meghívása

simplify(sys.argv[1], sys.argv[2], float(sys.argv[3]))