栅格分析-线分析，添加距离累计

13693261870

2023-09-15 b05352cd656b55aadba4ac4326a29fdda2107108

 src/main/java/com/moon/server/service/data/RasterAnalysisService.java

@@ -4,6 +4,7 @@
import com.moon.server.entity.data.AnalysisResultEntity;
import com.moon.server.entity.data.MetaEntity;
import com.moon.server.entity.data.PublishEntity;
import com.moon.server.helper.GeoHelper;
import com.moon.server.helper.PathHelper;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
@@ -16,6 +17,7 @@
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;
import java.awt.geom.Point2D;
import java.io.File;
import java.util.*;

@@ -85,7 +87,7 @@
                    analysisPoint(entity, ds, geo, size);
                    break;
                case ogr.wkbLineString:
                    analysisPolyline(entity, ds, geo);
                    analysisPolyline(entity, ds, geo, size);
                    break;
                default:
                    analysisPolygon(entity, ds, geo);
@@ -104,8 +106,21 @@
    /**
     * 分析点
     */
    public void analysisPoint(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry point, int size) {
        double x = point.GetX(), y = point.GetY();
    public void analysisPoint(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry geo, int size) {
        double[] transform = ds.GetGeoTransform();
        double pixelWidth = transform[1], pixelHeight = Math.abs(transform[5]);

        double buffer = Math.max(pixelWidth, pixelHeight) * size;
        geo = geo.Buffer(buffer);

        analysisPolygon(entity, ds, geo);
    }

    /**
     * 分析点
     */
    public void analysisPoint2(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry geo, int size) {
        double x = geo.GetX(), y = geo.GetY();
        double[] transform = ds.GetGeoTransform();
        // double rotationX = transform[2]; double rotationY = transform[4]
        double minX = transform[0], pixelWidth = transform[1], maxY = transform[3], pixelHeight = transform[5];
@@ -114,42 +129,77 @@
        int xPixel = (int) Math.floor((x - minX) / pixelWidth);
        int yPixel = (int) Math.floor((maxY - y) / Math.abs(pixelHeight));

        List<double[]> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= bandCount; i++) {
            double[] pixelValues = new double[size * size];
            Band band = ds.GetRasterBand(i);
            band.ReadRaster(xPixel, yPixel, size, size, pixelValues);

            list.add(pixelValues);
        }

        processResult(entity, list);
    }

    /**
     * 分析线
     */
    public void analysisPolyline(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry polyline) {
    public void analysisPolyline(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry geo, int size) {
        double[] transform = ds.GetGeoTransform();
        // double rotationX = transform[2]; double rotationY = transform[4]
        double minX = transform[0], pixelWidth = transform[1], maxY = transform[3], pixelHeight = transform[5];

        double[] bounds = new double[4];
        polyline.GetEnvelope(bounds);
        double startX = bounds[0], endX = bounds[1], startY = bounds[2], endY = bounds[3];
        double len = 0;
        int bandCount = ds.getRasterCount();
        double lineDis = getPolylineDistance(geo);
        double distance = lineDis / Math.max(geo.GetPointCount(), size);

        List<double[]> points = getPointsByDistance(geo, distance);
        for (int i = 0, c = points.size(); i < c; i++) {
            double[] xy = points.get(i);
            if (i > 0) {
                double[] p = points.get(i - 1);
                len += GeoHelper.getDistance(p[0], p[1], xy[0], xy[1]);
            }

            int xPixel = (int) Math.floor((xy[0] - minX) / pixelWidth);
            int yPixel = (int) Math.floor((maxY - xy[1]) / Math.abs(pixelHeight));

            List<Double> vals = new ArrayList<>();
            for (int j = 1; j <= bandCount; j++) {
                double[] pixelValues = new double[1];
                ds.GetRasterBand(j).ReadRaster(xPixel, yPixel, 1, 1, pixelValues);
                vals.add(pixelValues[0]);
            }
            entity.addPoint(xy[0], xy[1], len, vals);
        }
    }

    /**
     * 分析线
     */
    public void analysisPolyline2(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry geo, int size) {
        double[] transform = ds.GetGeoTransform();
        // double rotationX = transform[2]; double rotationY = transform[4]
        double minX = transform[0], pixelWidth = transform[1], maxY = transform[3], pixelHeight = Math.abs(transform[5]);

        double buffer = Math.max(pixelWidth, pixelHeight) * size;
        double[] env = new double[4];
        geo = geo.Buffer(buffer);
        geo.GetEnvelope(env);

        int xMinPixel = (int) Math.floor((env[0] - minX) / pixelWidth);
        int yMinPixel = (int) Math.floor((maxY - env[3]) / pixelHeight);
        int xMaxPixel = (int) Math.floor((env[1] - minX) / pixelWidth);
        int yMaxPixel = (int) Math.floor((maxY - env[2]) / pixelHeight);

        int bandCount = ds.getRasterCount();
        int xStartPixel = (int) Math.floor((startX - minX) / pixelWidth);
        int yStartPixel = (int) Math.floor((maxY - startY) / Math.abs(pixelHeight));
        int xEndPixel = (int) Math.floor((endX - minX) / pixelWidth);
        int yEndPixel = (int) Math.floor((maxY - endY) / Math.abs(pixelHeight));
        int xMin = Math.min(xMinPixel, xMaxPixel);
        int xMax = Math.max(xMinPixel, xMaxPixel);
        int yMin = Math.min(yMinPixel, yMaxPixel);
        int yMax = Math.max(yMinPixel, yMaxPixel);

        List<Double> list = new ArrayList<>();
        for (int y = Math.min(yStartPixel, yEndPixel); y <= Math.max(yStartPixel, yEndPixel); y++) {
            for (int x = Math.min(xStartPixel, xEndPixel); x <= Math.max(xStartPixel, xEndPixel); x++) {
        for (int y = yMin; y <= yMax; y++) {
            for (int x = xMin; x <= xMax; x++) {
                Geometry point = new Geometry(ogr.wkbPoint);
                point.AddPoint(minX + pixelWidth * x, maxY - pixelHeight * y);
                if (polyline.Contains(point)) {
                if (geo.Intersects(point)) {
                    for (int i = 1; i <= bandCount; i++) {
                        double[] values = new double[1];
                        ds.GetRasterBand(i).ReadRaster(x, y, 1, 1, values);
@@ -158,39 +208,34 @@
                }
            }
        }

        processResult(list, entity);
        // processResult(list, entity)
    }

    /**
     * 分析面
     */
    public void analysisPolygon(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry polygon) {
    public void analysisPolygon(AnalysisResultEntity entity, Dataset ds, Geometry geo) {
        double[] transform = ds.GetGeoTransform();
        // double rotationX = transform[2]; double rotationY = transform[4]
        double minX = transform[0], pixelWidth = transform[1], maxY = transform[3], pixelHeight = transform[5];
        double minX = transform[0], pixelWidth = transform[1], maxY = transform[3], pixelHeight = Math.abs(transform[5]);
        double[] env = new double[4];
        polygon.GetEnvelope(env);
        geo.GetEnvelope(env);

        int xMinPixel = (int) Math.floor((env[0] - minX) / pixelWidth);
        int yMinPixel = (int) Math.floor((maxY - env[2]) / Math.abs(pixelHeight));
        int yMinPixel = (int) Math.floor((maxY - env[3]) / pixelHeight);
        int xMaxPixel = (int) Math.floor((env[1] - minX) / pixelWidth);
        int yMaxPixel = (int) Math.floor((maxY - env[3]) / Math.abs(pixelHeight));
        int yMaxPixel = (int) Math.floor((maxY - env[2]) / pixelHeight);

        int bandCount = ds.getRasterCount();
        int geoWidth = Math.abs(xMaxPixel - xMinPixel);
        int geoHeight = Math.abs(yMaxPixel - yMinPixel);

        List<double[]> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= bandCount; i++) {
            Band band = ds.GetRasterBand(i);
            double[] pixelValues = new double[geoWidth * geoHeight];
            band.ReadRaster(xMinPixel, yMinPixel, geoWidth, geoHeight, pixelValues);
            ds.GetRasterBand(i).ReadRaster(xMinPixel, yMinPixel, geoWidth, geoHeight, pixelValues);

            list.add(pixelValues);
            setBandVals(entity, pixelValues);
        }

        processResult(entity, list);
    }

    /**
@@ -202,37 +247,71 @@
    }

    /**
     * 处理结果
     * 设置Band值
     */
    private void processResult(AnalysisResultEntity entity, List<double[]> list) {
        if (null == list || list.isEmpty()) {
    private void setBandVals(AnalysisResultEntity entity, double[] pixelValues) {
        if (null == pixelValues || pixelValues.length == 0) {
            return;
        }

        List<Double> rs = new ArrayList<>();
        for (double[] ds : list) {
            if (null != ds && ds.length > 0) {
                for (double d : ds) {
                    rs.add(d);
                }
            }
        List<Double> list = new ArrayList<>();
        for (double val : pixelValues) {
            list.add(val);
        }

        processResult(rs, entity);
        double min = Collections.min(list);
        double max = Collections.max(list);
        double avg = list.stream().mapToDouble(Double::valueOf).average().getAsDouble();
        entity.addBandVals(min, avg, max);
    }

    /**
     * 处理结果
     * 获取折线距离
     */
    private void processResult(List<Double> rs, AnalysisResultEntity entity) {
        double avg = rs.stream().mapToDouble(Double::valueOf).average().getAsDouble();
    private double getPolylineDistance(Geometry geo) {
        double dis = 0;
        for (int i = 0, c = geo.GetPointCount() - 1; i < c; i++) {
            double[] xy1 = geo.GetPoint(i);
            double[] xy2 = geo.GetPoint(i + 1);

        entity.setMin(Collections.min(rs));
        entity.setMax(Collections.max(rs));
        entity.setAvg(avg);
            dis += GeoHelper.getDistance(xy1[0], xy1[1], xy2[0], xy2[1]);
        }

        return dis;
    }

    public void processClippedDataByLine(String imagePath, String geometryString) {
    /**
     * 根据距离获取节点
     */
    private List<double[]> getPointsByDistance(Geometry geo, double distance) {
        List<double[]> list = new ArrayList<>();

        int c = geo.GetPointCount() - 1;
        for (int i = 0; i < c; i++) {
            double[] xy1 = geo.GetPoint(i);
            double[] xy2 = geo.GetPoint(i + 1);
            list.add(xy1);

            double lineDis = GeoHelper.getDistance(xy1[0], xy1[1], xy2[0], xy2[1]);
            if (lineDis < distance) {
                continue;
            }

            double d = distance;
            double angle = GeoHelper.getAngle(xy1[0], xy1[1], xy2[0], xy2[1]);
            while (d + distance * StaticData.D05 < lineDis) {
                Point2D point = GeoHelper.getPointByDistanceAndAngle(xy1[0], xy1[1], angle, d);
                list.add(new double[]{point.getX(), point.getY()});
                d += distance;
            }
        }

        list.add(geo.GetPoint(c));

        return list;
    }

    private void processClippedDataByLine(String imagePath, String geometryString) {
        // 注册GDAL驱动
        gdal.AllRegister();
        // 打开栅格图像数据集
@@ -260,7 +339,7 @@
        }
    }

    public static Dataset clipRaster(Dataset dataset, Geometry geometry) {
    private Dataset clipRaster(Dataset dataset, Geometry geometry) {
        Vector<String> warpOptions = new Vector<>();
        warpOptions.add("-crop_to_cutline");
        warpOptions.add("-cutline");
@@ -268,34 +347,5 @@
        warpOptions.add("-dstalpha");

        return gdal.Warp("", new Dataset[]{dataset}, new WarpOptions(warpOptions));
    }

    public void processClippedDataByPolygon(String imagePath, String geometryString) {
        // 注册GDAL驱动
        gdal.AllRegister();
        // 打开栅格图像数据集
        Dataset dataset = gdal.Open(imagePath);
        if (dataset == null) {
            throw new RuntimeException("Failed to open raster dataset.");
        }

        Geometry geometry = Geometry.CreateFromWkt(geometryString);

        Dataset clippedDataset = clipRaster(dataset, geometry);

        int width = clippedDataset.GetRasterXSize();
        int height = clippedDataset.GetRasterYSize();
        int bandCount = clippedDataset.getRasterCount();

        double[] bandSum = new double[bandCount];
        for (int bandIndex = 1; bandIndex <= bandCount; bandIndex++) {
            Band band = clippedDataset.GetRasterBand(bandIndex);

            double[] pixelValues = new double[width * height];
            band.ReadRaster(0, 0, width, height, pixelValues);

            // 多波段归一化处理
            bandSum[bandIndex - 1] = pixelValues[0];
        }
    }
}