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Comment Python utilise le module GDAL pour lire les données raster et filtrer les données spécifiées

王林
王林avant
2023-05-15 11:16:051224parcourir

1 Explication de la segmentation du code

1.1 Préparation des modules et des chemins

Tout d'abord, vous devez préparer les modules utilisés et les différents chemins pour stocker les images raster.

import os
import copy
import numpy as np
import pylab as plt
from osgeo import gdal

# rt_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/Rc_Lai_A2018161_h22v03.tif"
# gl_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/GLASS01E01.V50.A2018161.h22v03.2020323.hdf"
# out_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/test.tif"
rt_file_path="I:/LAI_RTLab/A2018161/"
gl_file_path="I:/LAI_Glass/2018161/"
out_file_path="I:/LAI_Dif/"

Parmi eux, rt_file_path est le chemin de stockage de ses propres produits, gl_file_path est le chemin de stockage des produits GLASS, out_file_path Le chemin de stockage du résultat final après traitement des différences entre les deux rasters. rt_file_path为自有产品的存放路径,gl_file_pathGLASS产品的存放路径,out_file_path为最终二者栅格做完差值处理后结果的存放路径。

1.2 栅格图像文件名读取与配对

接下来,需要将全部待处理的栅格图像用os.listdir()进行获取,并用for循环进行循环批量处理操作的准备。

rt_file_list=os.listdir(rt_file_path)
for rt_file in rt_file_list:
    file_name_split=rt_file.split("_")
    rt_hv=file_name_split[3][:-4]
    
    gl_file_list=os.listdir(gl_file_path)
    for gl_file in gl_file_list:
        if rt_hv in gl_file:
            rt_file_tif_path=rt_file_path+rt_file
            gl_file_tif_path=gl_file_path+gl_file

其中,由于本文需求是对两种产品做差,因此首先需要结合二者的hv分幅编号,将同一分幅编号的两景遥感影像放在一起;因此,依据自有产品文件名的特征,选择.split()进行字符串分割,并随后截取获得遥感影像的hv分幅编号。

1.3 输出文件名称准备

前述1.1部分已经配置好了输出文件存放的路径,但是还没有进行输出文件文件名的配置;因此这里我们需要配置好每一个做差后的遥感影像的文件存放路径与名称。其中,我们就直接以遥感影像的hv编号作为输出结果文件名。

            DRT_out_file_path=out_file_path+"DRT/"
            if not os.path.exists(DRT_out_file_path):
                os.makedirs(DRT_out_file_path)
            DRT_out_file_tif_path=os.path.join(DRT_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            eco_out_file_path=out_file_path+"eco/"
            if not os.path.exists(eco_out_file_path):
                os.makedirs(eco_out_file_path)
            eco_out_file_tif_path=os.path.join(eco_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            wat_out_file_path=out_file_path+"wat/"
            if not os.path.exists(wat_out_file_path):
                os.makedirs(wat_out_file_path)
            wat_out_file_tif_path=os.path.join(wat_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            tim_out_file_path=out_file_path+"tim/"
            if not os.path.exists(tim_out_file_path):
                os.makedirs(tim_out_file_path)
            tim_out_file_tif_path=os.path.join(tim_out_file_path,rt_hv+".tif")

这一部分代码分为了四个部分,是因为自有产品的LAI是分别依据四种算法得到的,在做差时需要每一种算法分别和GLASS产品进行相减,因此配置了四个输出路径文件夹。

1.4 栅格文件数据与信息读取

接下来,利用gdal模块对.tif.hdf等两种栅格图像加以读取。

            rt_raster=gdal.Open(rt_file_path+rt_file)
            rt_band_num=rt_raster.RasterCount
            rt_raster_array=rt_raster.ReadAsArray()
            rt_lai_array=rt_raster_array[0]
            rt_qa_array=rt_raster_array[1]
            rt_lai_band=rt_raster.GetRasterBand(1)
            # rt_lai_nodata=rt_lai_band.GetNoDataValue()
            # rt_lai_nodata=32767
            # rt_lai_mask=np.ma.masked_equal(rt_lai_array,rt_lai_nodata)
            rt_lai_array_mask=np.where(rt_lai_array>30000,np.nan,rt_lai_array)
            rt_lai_array_fin=rt_lai_array_mask*0.001
            
            gl_raster=gdal.Open(gl_file_path+gl_file)
            gl_band_num=gl_raster.RasterCount
            gl_raster_array=gl_raster.ReadAsArray()
            gl_lai_array=gl_raster_array
            gl_lai_band=gl_raster.GetRasterBand(1)
            gl_lai_array_mask=np.where(gl_lai_array>1000,np.nan,gl_lai_array)
            gl_lai_array_fin=gl_lai_array_mask*0.01
            
            row=rt_raster.RasterYSize
            col=rt_raster.RasterXSize
            geotransform=rt_raster.GetGeoTransform()
            projection=rt_raster.GetProjection()

首先,以上述代码的第一段为例进行讲解。其中,gdal.Open()读取栅格图像;.RasterCount获取栅格图像波段数量;.ReadAsArray()将栅格图像各波段的信息读取为Array格式,当波段数量大于1时,其共有三维,第一维为波段的个数;rt_raster_array[0]表示取Array中的第一个波段,在本文中也就是自有产品的LAI波段;rt_qa_array=rt_raster_array[1]则表示取出第二个波段,在本文中也就是自有产品的QA波段;.GetRasterBand(1)表示获取栅格图像中的第一个波段(注意,这里序号不是从0开始而是从1开始);np.where(rt_lai_array>30000,np.nan,rt_lai_array)表示利用np.where()函数对Array中第一个波段中像素>30000加以选取,并将其设置为nan,其他值不变。这一步骤是消除图像中填充值、Nodata值的方法。最后一句*0.001是将图层原有的缩放系数复原。

其次,上述代码第三段为获取栅格行、列数与投影变换信息。

1.5 差值计算与QA波段筛选

接下来,首先对自有产品与GLASS产品加以做差操作,随后需要对四种算法分别加以提取。

            lai_dif=rt_lai_array_fin-gl_lai_array_fin
            lai_dif=lai_dif*1000
            
            rt_qa_array_bin=copy.copy(rt_qa_array)
            rt_qa_array_row,rt_qa_array_col=rt_qa_array.shape
            for i in range(rt_qa_array_row):
                for j in range(rt_qa_array_col):
                    rt_qa_array_bin[i][j]="{:012b}".format(rt_qa_array_bin[i][j])[-4:]
                    
            # DRT_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin>=100) & (rt_qa_array_bin==11))
            # eco_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<100) & (rt_qa_array_bin==111))
            # wat_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1000) & (rt_qa_array_bin==1011))
            # tim_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1100) & (rt_qa_array_bin==1111))
            
            # colormap=plt.cm.Greens
            # plt.figure(1)
            # # plt.subplot(2,4,1)
            # plt.imshow(rt_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("RT_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(2)
            # # plt.subplot(2,4,2)
            # plt.imshow(gl_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("GLASS_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(3)
            # dif_colormap=plt.cm.get_cmap("Spectral")
            # plt.imshow(lai_dif,cmap=dif_colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("Difference_LAI (RT-GLASS)")
            # plt.colorbar()
            
            DRT_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin>=100) | (rt_qa_array_bin==11),
                                       np.nan,lai_dif)
            eco_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<100) | (rt_qa_array_bin==111),
                                       np.nan,lai_dif)
            wat_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1000) | (rt_qa_array_bin==1011),
                                       np.nan,lai_dif)
            tim_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1100) | (rt_qa_array_bin==1111),
                                       np.nan,lai_dif)
            
            # plt.figure(4)
            # plt.imshow(DRT_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(5)
            # plt.imshow(eco_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(6)
            # plt.imshow(wat_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(7)
            # plt.imshow(tim_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()

其中,上述代码前两句为差值计算与数据化整。将数据转换为整数,可以减少结果数据图层的数据量(因为不需要存储小数了)。

随后,开始依据QA波段进行数据筛选与掩膜。其实各类遥感影像(例如MODISLandsat等)的QA波段都是比较近似的:通过一串二进制码来表示遥感影像的质量、信息等,其中不同的比特位往往都代表着一种特性。例如下图所示为Landsat Collection 2 Level-2QA波段含义。

在这里,QA波段原本为十进制(一般遥感影像为了节省空间,QA波段都是写成十进制的形式),因此需要将其转换为二进制;随后通过获取指定需要的二进制数据位数(在本文中也就是能确定自有产品中这一像素来自于哪一种算法的二进制位数),从而判断这一像素所得LAI是通过哪一种算法得到的,从而将每种算法对应的像素分别放在一起处理。DRT_lai_dif_array等四个变量分别表示四种算法中,除了自己这一种算法得到的像素之外的其他所有像素;之所以选择这种方式,是因为后期我们可以将其直接掩膜掉,那么剩下的就是这种算法自身的像素了。

其中,上述代码注释掉的plt

1.2 Lecture et couplage des noms de fichiers d'images raster🎜🎜Ensuite, vous devez utiliser os.listdir() pour obtenir toutes les images raster à traiter, et utiliser pour Boucle pour préparer les opérations de traitement par lots en boucle. 🎜
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_DRT_lai=driver.Create(DRT_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_DRT_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_DRT_lai.SetProjection(projection)
            out_DRT_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(DRT_lai_dif_array)
            out_DRT_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_eco_lai=driver.Create(eco_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_eco_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_eco_lai.SetProjection(projection)
            out_eco_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(eco_lai_dif_array)
            out_eco_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_wat_lai=driver.Create(wat_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_wat_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_wat_lai.SetProjection(projection)
            out_wat_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(wat_lai_dif_array)
            out_wat_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_tim_lai=driver.Create(tim_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_tim_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_tim_lai.SetProjection(projection)
            out_tim_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(tim_lai_dif_array)
            out_tim_lai=None
            
            print(rt_hv)
🎜Parmi eux, puisque l'exigence de cet article est de comparer deux produits, il faut d'abord combiner les numéros d'image hv des deux et mettre les deux images de télédétection avec le même numéro d'image ensemble ; par conséquent, en fonction des caractéristiques du propre nom de fichier du produit, sélectionnez .split() pour diviser la chaîne, puis interceptez le numéro de trame hv de la télédétection. image. 🎜🎜1.3 Préparation du nom du fichier de sortie🎜🎜Le chemin pour stocker le fichier de sortie a été configuré dans la section 1.1 susmentionnée, mais le nom du fichier de sortie n'a pas encore été configuré, nous devons donc ici configurer chacun d'entre eux ; error Le chemin de stockage du fichier et le nom de l’image de télédétection finale. Parmi eux, nous utilisons directement le numéro hv de l'image de télédétection comme nom du fichier de résultat de sortie. 🎜
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jul 15 19:36:15 2021

@author: fkxxgis
"""

import os
import copy
import numpy as np
import pylab as plt
from osgeo import gdal

# rt_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/Rc_Lai_A2018161_h22v03.tif"
# gl_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/GLASS01E01.V50.A2018161.h22v03.2020323.hdf"
# out_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/test.tif"
rt_file_path="I:/LAI_RTLab/A2018161/"
gl_file_path="I:/LAI_Glass/2018161/"
out_file_path="I:/LAI_Dif/"

rt_file_list=os.listdir(rt_file_path)
for rt_file in rt_file_list:
    file_name_split=rt_file.split("_")
    rt_hv=file_name_split[3][:-4]
    
    gl_file_list=os.listdir(gl_file_path)
    for gl_file in gl_file_list:
        if rt_hv in gl_file:
            rt_file_tif_path=rt_file_path+rt_file
            gl_file_tif_path=gl_file_path+gl_file
            
            DRT_out_file_path=out_file_path+"DRT/"
            if not os.path.exists(DRT_out_file_path):
                os.makedirs(DRT_out_file_path)
            DRT_out_file_tif_path=os.path.join(DRT_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            eco_out_file_path=out_file_path+"eco/"
            if not os.path.exists(eco_out_file_path):
                os.makedirs(eco_out_file_path)
            eco_out_file_tif_path=os.path.join(eco_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            wat_out_file_path=out_file_path+"wat/"
            if not os.path.exists(wat_out_file_path):
                os.makedirs(wat_out_file_path)
            wat_out_file_tif_path=os.path.join(wat_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            tim_out_file_path=out_file_path+"tim/"
            if not os.path.exists(tim_out_file_path):
                os.makedirs(tim_out_file_path)
            tim_out_file_tif_path=os.path.join(tim_out_file_path,rt_hv+".tif")

            rt_raster=gdal.Open(rt_file_path+rt_file)
            rt_band_num=rt_raster.RasterCount
            rt_raster_array=rt_raster.ReadAsArray()
            rt_lai_array=rt_raster_array[0]
            rt_qa_array=rt_raster_array[1]
            rt_lai_band=rt_raster.GetRasterBand(1)
            # rt_lai_nodata=rt_lai_band.GetNoDataValue()
            # rt_lai_nodata=32767
            # rt_lai_mask=np.ma.masked_equal(rt_lai_array,rt_lai_nodata)
            rt_lai_array_mask=np.where(rt_lai_array>30000,np.nan,rt_lai_array)
            rt_lai_array_fin=rt_lai_array_mask*0.001
            
            gl_raster=gdal.Open(gl_file_path+gl_file)
            gl_band_num=gl_raster.RasterCount
            gl_raster_array=gl_raster.ReadAsArray()
            gl_lai_array=gl_raster_array
            gl_lai_band=gl_raster.GetRasterBand(1)
            gl_lai_array_mask=np.where(gl_lai_array>1000,np.nan,gl_lai_array)
            gl_lai_array_fin=gl_lai_array_mask*0.01
            
            row=rt_raster.RasterYSize
            col=rt_raster.RasterXSize
            geotransform=rt_raster.GetGeoTransform()
            projection=rt_raster.GetProjection()
            
            lai_dif=rt_lai_array_fin-gl_lai_array_fin
            lai_dif=lai_dif*1000
            
            rt_qa_array_bin=copy.copy(rt_qa_array)
            rt_qa_array_row,rt_qa_array_col=rt_qa_array.shape
            for i in range(rt_qa_array_row):
                for j in range(rt_qa_array_col):
                    rt_qa_array_bin[i][j]="{:012b}".format(rt_qa_array_bin[i][j])[-4:]
                    
            # DRT_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin>=100) & (rt_qa_array_bin==11))
            # eco_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<100) & (rt_qa_array_bin==111))
            # wat_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1000) & (rt_qa_array_bin==1011))
            # tim_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1100) & (rt_qa_array_bin==1111))
            
            # colormap=plt.cm.Greens
            # plt.figure(1)
            # # plt.subplot(2,4,1)
            # plt.imshow(rt_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("RT_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(2)
            # # plt.subplot(2,4,2)
            # plt.imshow(gl_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("GLASS_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(3)
            # dif_colormap=plt.cm.get_cmap("Spectral")
            # plt.imshow(lai_dif,cmap=dif_colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("Difference_LAI (RT-GLASS)")
            # plt.colorbar()
            
            DRT_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin>=100) | (rt_qa_array_bin==11),
                                       np.nan,lai_dif)
            eco_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<100) | (rt_qa_array_bin==111),
                                       np.nan,lai_dif)
            wat_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1000) | (rt_qa_array_bin==1011),
                                       np.nan,lai_dif)
            tim_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1100) | (rt_qa_array_bin==1111),
                                       np.nan,lai_dif)
            
            # plt.figure(4)
            # plt.imshow(DRT_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(5)
            # plt.imshow(eco_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(6)
            # plt.imshow(wat_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(7)
            # plt.imshow(tim_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_DRT_lai=driver.Create(DRT_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_DRT_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_DRT_lai.SetProjection(projection)
            out_DRT_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(DRT_lai_dif_array)
            out_DRT_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_eco_lai=driver.Create(eco_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_eco_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_eco_lai.SetProjection(projection)
            out_eco_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(eco_lai_dif_array)
            out_eco_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_wat_lai=driver.Create(wat_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_wat_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_wat_lai.SetProjection(projection)
            out_wat_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(wat_lai_dif_array)
            out_wat_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_tim_lai=driver.Create(tim_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_tim_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_tim_lai.SetProjection(projection)
            out_tim_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(tim_lai_dif_array)
            out_tim_lai=None
            
            print(rt_hv)
🎜Cette partie du code est divisée en quatre parties car les LAI de nos propres produits sont obtenus sur la base de quatre algorithmes respectivement. Pour faire une différence, chaque algorithme doit être comparé à . GLASS séparément. Les produits sont soustraits, donc quatre dossiers de chemin de sortie sont configurés. 🎜🎜1.4 Lecture des données et informations des fichiers raster🎜🎜Ensuite, utilisez le module gdal pour lire deux types de fichiers raster : .tif et .hdf image grille à lire. 🎜rrreee🎜Tout d’abord, prenons le premier paragraphe du code ci-dessus comme exemple. Parmi eux, gdal.Open() lit l'image raster ; .RasterCount obtient le nombre de bandes d'image raster ; .ReadAsArray() convertit le nombre de bandes d'images raster. image raster dans Les informations de chaque bande de l'image sont lues au format Array Lorsque le nombre de bandes est supérieur à 1, elle a trois dimensions, et la première dimension. est le nombre de bandes ; rt_raster_array[ 0] signifie prendre la première bande de Array, qui dans cet article est notre propre bande LAI. product; rt_qa_array=rt_raster_array[1 ] signifie supprimer la deuxième bande, qui dans cet article est la bande QA de notre propre produit .GetRasterBand(1) ) signifie obtenir l'image raster La première bande (notez que le numéro de série ici ne commence pas à 0 mais à 1) ; où(rt_lai_array>30000,np.nan, rt_lai_array) signifie utiliser la fonction np.where() pour sélectionner le pixel >30000 dans la première bande dans Array. Et définissez-le sur nan, en laissant les autres valeurs inchangées. Cette étape consiste à éliminer le remplissage et les valeurs Nodata de l'image. La dernière phrase *0.001 sert à restaurer le facteur d'échelle d'origine de la couche. 🎜🎜Deuxièmement, la troisième section du code ci-dessus consiste à obtenir les informations sur la ligne raster, le numéro de colonne et la transformation de projection. 🎜🎜1.5 Calcul de différence et filtrage de bande QA🎜🎜Ensuite, effectuez d'abord une opération de différence sur nos propres produits et sur les produits GLASS, puis nous devons extraire respectivement les quatre algorithmes. 🎜rrreee🎜Parmi eux, les deux premières phrases du code ci-dessus sont le calcul des différences et l'arrondi des données. La conversion des données en nombres entiers réduit la quantité de données dans la couche de données résultante (car il n'est pas nécessaire de stocker des décimales). 🎜🎜Ensuite, démarrez le filtrage et le masquage des données en fonction de la bande QA. En fait, les bandes QA de diverses images de télédétection (telles que MODIS, Landsat, etc.) sont relativement similaires : la télédétection est représentée par une chaîne de codes binaires Qualité d'image, informations, etc., dans lesquelles différents bits représentent souvent une caractéristique. Par exemple, la figure ci-dessous montre la signification de la bande QA de Landsat Collection 2 Level-2. 🎜🎜Ici, la bande QA était à l'origine en décimal (généralement, afin de gagner de la place dans les images de télédétection, la bande QA est écrite en décimal), il faut donc à convertir en binaire ; Ensuite, en obtenant le nombre requis de chiffres de données binaires (dans cet article, c'est le nombre de chiffres binaires qui peut déterminer de quel algorithme provient ce pixel dans nos propres produits) , déterminant ainsi la valeur de ce pixel. Par quel algorithme LAI est obtenu, de sorte que les pixels correspondant à chaque algorithme soient traités ensemble. Les quatre variables incluant DRT_lai_dif_array représentent respectivement tous les pixels des quatre algorithmes sauf les pixels obtenus par le propre algorithme ; la raison du choix de cette méthode est que nous pouvons l'utiliser directement plus tard si le masque est supprimé. , ce qui reste, ce sont les pixels de cet algorithme lui-même. 🎜🎜Parmi eux, le contenu lié au plt commenté dans le code ci-dessus peut être utilisé pour dessiner des cartes de répartition spatiale. Si vous êtes intéressé, vous pouvez essayer de l'utiliser. 🎜

1.6 结果栅格文件写入与保存

接下来,将我们完成上述差值计算与依据算法进行筛选后的图像保存。

            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_DRT_lai=driver.Create(DRT_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_DRT_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_DRT_lai.SetProjection(projection)
            out_DRT_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(DRT_lai_dif_array)
            out_DRT_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_eco_lai=driver.Create(eco_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_eco_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_eco_lai.SetProjection(projection)
            out_eco_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(eco_lai_dif_array)
            out_eco_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_wat_lai=driver.Create(wat_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_wat_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_wat_lai.SetProjection(projection)
            out_wat_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(wat_lai_dif_array)
            out_wat_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_tim_lai=driver.Create(tim_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_tim_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_tim_lai.SetProjection(projection)
            out_tim_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(tim_lai_dif_array)
            out_tim_lai=None
            
            print(rt_hv)

其中,.GetDriverByName("Gtiff")表示保存为.tif格式的GeoTIFF文件;driver.Create(DRT_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)表示按照路径、行列数、波段数与数据格式等建立一个新的栅格图层,作为输出图层的框架;其后表示分别将地理投影转换信息与像素具体数值分别赋予这一新建的栅格图层;最后=None表示将其从内存空间中释放,完成写入与保存工作。

2 完整代码

本文所需完整代码如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Jul 15 19:36:15 2021

@author: fkxxgis
"""

import os
import copy
import numpy as np
import pylab as plt
from osgeo import gdal

# rt_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/Rc_Lai_A2018161_h22v03.tif"
# gl_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/GLASS01E01.V50.A2018161.h22v03.2020323.hdf"
# out_file_path="G:/Postgraduate/LAI_Glass_RTlab/test.tif"
rt_file_path="I:/LAI_RTLab/A2018161/"
gl_file_path="I:/LAI_Glass/2018161/"
out_file_path="I:/LAI_Dif/"

rt_file_list=os.listdir(rt_file_path)
for rt_file in rt_file_list:
    file_name_split=rt_file.split("_")
    rt_hv=file_name_split[3][:-4]
    
    gl_file_list=os.listdir(gl_file_path)
    for gl_file in gl_file_list:
        if rt_hv in gl_file:
            rt_file_tif_path=rt_file_path+rt_file
            gl_file_tif_path=gl_file_path+gl_file
            
            DRT_out_file_path=out_file_path+"DRT/"
            if not os.path.exists(DRT_out_file_path):
                os.makedirs(DRT_out_file_path)
            DRT_out_file_tif_path=os.path.join(DRT_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            eco_out_file_path=out_file_path+"eco/"
            if not os.path.exists(eco_out_file_path):
                os.makedirs(eco_out_file_path)
            eco_out_file_tif_path=os.path.join(eco_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            wat_out_file_path=out_file_path+"wat/"
            if not os.path.exists(wat_out_file_path):
                os.makedirs(wat_out_file_path)
            wat_out_file_tif_path=os.path.join(wat_out_file_path,rt_hv+".tif")
            
            tim_out_file_path=out_file_path+"tim/"
            if not os.path.exists(tim_out_file_path):
                os.makedirs(tim_out_file_path)
            tim_out_file_tif_path=os.path.join(tim_out_file_path,rt_hv+".tif")

            rt_raster=gdal.Open(rt_file_path+rt_file)
            rt_band_num=rt_raster.RasterCount
            rt_raster_array=rt_raster.ReadAsArray()
            rt_lai_array=rt_raster_array[0]
            rt_qa_array=rt_raster_array[1]
            rt_lai_band=rt_raster.GetRasterBand(1)
            # rt_lai_nodata=rt_lai_band.GetNoDataValue()
            # rt_lai_nodata=32767
            # rt_lai_mask=np.ma.masked_equal(rt_lai_array,rt_lai_nodata)
            rt_lai_array_mask=np.where(rt_lai_array>30000,np.nan,rt_lai_array)
            rt_lai_array_fin=rt_lai_array_mask*0.001
            
            gl_raster=gdal.Open(gl_file_path+gl_file)
            gl_band_num=gl_raster.RasterCount
            gl_raster_array=gl_raster.ReadAsArray()
            gl_lai_array=gl_raster_array
            gl_lai_band=gl_raster.GetRasterBand(1)
            gl_lai_array_mask=np.where(gl_lai_array>1000,np.nan,gl_lai_array)
            gl_lai_array_fin=gl_lai_array_mask*0.01
            
            row=rt_raster.RasterYSize
            col=rt_raster.RasterXSize
            geotransform=rt_raster.GetGeoTransform()
            projection=rt_raster.GetProjection()
            
            lai_dif=rt_lai_array_fin-gl_lai_array_fin
            lai_dif=lai_dif*1000
            
            rt_qa_array_bin=copy.copy(rt_qa_array)
            rt_qa_array_row,rt_qa_array_col=rt_qa_array.shape
            for i in range(rt_qa_array_row):
                for j in range(rt_qa_array_col):
                    rt_qa_array_bin[i][j]="{:012b}".format(rt_qa_array_bin[i][j])[-4:]
                    
            # DRT_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin>=100) & (rt_qa_array_bin==11))
            # eco_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<100) & (rt_qa_array_bin==111))
            # wat_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1000) & (rt_qa_array_bin==1011))
            # tim_pixel_pos=np.where((rt_qa_array_bin<1100) & (rt_qa_array_bin==1111))
            
            # colormap=plt.cm.Greens
            # plt.figure(1)
            # # plt.subplot(2,4,1)
            # plt.imshow(rt_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("RT_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(2)
            # # plt.subplot(2,4,2)
            # plt.imshow(gl_lai_array_fin,cmap=colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("GLASS_LAI")
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(3)
            # dif_colormap=plt.cm.get_cmap("Spectral")
            # plt.imshow(lai_dif,cmap=dif_colormap,interpolation=&#39;none&#39;)
            # plt.title("Difference_LAI (RT-GLASS)")
            # plt.colorbar()
            
            DRT_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin>=100) | (rt_qa_array_bin==11),
                                       np.nan,lai_dif)
            eco_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<100) | (rt_qa_array_bin==111),
                                       np.nan,lai_dif)
            wat_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1000) | (rt_qa_array_bin==1011),
                                       np.nan,lai_dif)
            tim_lai_dif_array=np.where((rt_qa_array_bin<1100) | (rt_qa_array_bin==1111),
                                       np.nan,lai_dif)
            
            # plt.figure(4)
            # plt.imshow(DRT_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(5)
            # plt.imshow(eco_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(6)
            # plt.imshow(wat_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            # plt.figure(7)
            # plt.imshow(tim_lai_dif_array)
            # plt.colorbar()
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_DRT_lai=driver.Create(DRT_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_DRT_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_DRT_lai.SetProjection(projection)
            out_DRT_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(DRT_lai_dif_array)
            out_DRT_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_eco_lai=driver.Create(eco_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_eco_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_eco_lai.SetProjection(projection)
            out_eco_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(eco_lai_dif_array)
            out_eco_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_wat_lai=driver.Create(wat_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_wat_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_wat_lai.SetProjection(projection)
            out_wat_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(wat_lai_dif_array)
            out_wat_lai=None
            
            driver=gdal.GetDriverByName("Gtiff")
            out_tim_lai=driver.Create(tim_out_file_tif_path,row,col,1,gdal.GDT_Float32)
            out_tim_lai.SetGeoTransform(geotransform)
            out_tim_lai.SetProjection(projection)
            out_tim_lai.GetRasterBand(1).WriteArray(tim_lai_dif_array)
            out_tim_lai=None
            
            print(rt_hv)

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