GDAL源碼剖析(一)-李民錄的專欄

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1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 前言：一直在使用和研究GDAL的相關(guān)東西，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上對GDAL的內(nèi)容倒是不少，但是很少有系統(tǒng)的介紹說明，以及內(nèi)部的一些結(jié)構(gòu)說明，基于這些原因，將本人的一些粗淺的理解放在此處，形成一個(gè)系列，暫時(shí)名為GDAL源碼剖析（名稱有點(diǎn)大言不慚，歡迎大家口水吐之，板磚拍之），供大家交流參考，有什么錯(cuò)誤之處，望大家不吝指正，本系列對于GDAL的使用均是在Windows平臺下，對于Linux平臺下的不在此系列討論范圍之內(nèi)。此外，轉(zhuǎn)載本博客內(nèi)容，請注明出處，強(qiáng)烈鄙視轉(zhuǎn)載后不注明出處的“類剽竊”行為。一、GDAL簡介 GDAL官方網(wǎng)站http:/www.gdal.org

2、/，本文章中的基本內(nèi)容都是參照官網(wǎng)中的信息，如有錯(cuò)誤或者與官網(wǎng)中的內(nèi)容沖突，以官網(wǎng)中的為正確。在開始文章之前，我想先提出幾個(gè)問題，什么是GDAL？GDAL能做什么？GDAL怎么使用？GDAL內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么組織的？GDAL提供的算法原理是什么？對于上面的幾個(gè)問題，希望大家看完該系列文章后能對上面的幾個(gè)問題少點(diǎn)疑惑，希望能對感興趣的童鞋們有所幫助。本人不才，文章中難免會出現(xiàn)問題，希望大家不吝指正。什么是GDAL？這個(gè)問題比較簡單，通俗的講，GDAL是一個(gè)讀寫空間數(shù)據(jù)（這里的空間數(shù)據(jù)包括柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)）的開源庫（但不僅限于此，此外還提供了一些非常常用的算法和工具）。嚴(yán)格的講，大家可以參考GDAL

3、首頁上的介紹。GDAL is a translator library for raster geospatial dataformats that is released under anX/MITstyleOpen Sourcelicense by theOpen Source Geospatial Foundation. As alibrary, it presents asingleabstract data modelto the calling application for allsupported formats. It also comes with a variety of

4、 usefulcommandline utilitiesfordata translation and processing. TheNEWSpage describes the July 2011 GDAL/OGR 1.8.1 release.The relatedOGRlibrary(which lives within the GDAL source tree) provides a similar capability forsimple features vector data.二、GDAL目錄結(jié)構(gòu) 首先對于GDAL的目錄結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個(gè)簡單的介紹。GDAL源代碼下載地址：http:/t

5、rac.osgeo.org/gdal/wiki/DownloadSource，或者安裝svn從源代碼服務(wù)器下載，svn地址是：http:/svn.osgeo.org/gdal/trunk。 如果是使用下載的壓縮包，其目錄結(jié)構(gòu)如下圖：圖1 GDAL源碼壓縮包文件目錄結(jié)構(gòu) 如果使用svn下載的源代碼，目錄結(jié)構(gòu)如下：圖2 GDAL SVN源碼文件目錄結(jié)構(gòu)從上面兩張圖中可以看出，GDAL的目錄結(jié)構(gòu)不管是用什么方式獲取的源代碼，它的目錄結(jié)構(gòu)都是一樣的，下面就針對目錄結(jié)構(gòu)中的每個(gè)文件夾和文件做一個(gè)簡單的說明。（按照字母順序來進(jìn)行說明）下面先對文件夾進(jìn)行說明：1、alg文件夾：alg文件夾中存放的是GDAL

6、庫中提供的一些算法的源代碼，這些算法包括但不限于：DEM生成等高線算法；圖像糾正算法（幾何糾正，TPS糾正，正射RPC糾正）；柵格矢量化算法；矢量柵格化算法；格網(wǎng)計(jì)算算法；PCT和RGB互轉(zhuǎn)算法；分類圖的小碎斑塊去除算法等。2、apps文件夾：apps文件夾中存放的是GDAL庫中提供的一些命令行工具集的源代碼，這些工具集的介紹可以參考http:/gdal.org/gdal_utilities.html，將來我會對這些工具做一個(gè)簡單的說明。其中有些工具非常的有用，比如gdalinfo，可以使用該工具來查看圖像的元數(shù)據(jù)信息等。3、bridge文件夾：bridge文件夾中存放的是用來連接GDAL抽象

7、類的定義以及GDAL自己的結(jié)構(gòu)體定義和實(shí)現(xiàn)的源代碼。具體到后面涉及到GDAL的實(shí)現(xiàn)原理時(shí)會對該文件夾作一個(gè)比較詳細(xì)的介紹。4、data文件夾：data文件夾中存放的是GDAL庫中需要用到的一些“配置文件”（此處用配置文件可能不太準(zhǔn)確），這些文件主要有ESRI的投影文件，ESPG的投影文件，PCI的投影和橢球體文件，autoCAD的頭文件，以及其他的一些文件。在GDAL庫中有很多時(shí)候會自動讀取該文件夾中的文件，一般是通過環(huán)境變量來查找該文件夾，環(huán)境變量的名字叫GDAL_DATA，值就是data文件夾的路徑，或者可以在你的程序中使用函數(shù)CPLSetConfigOption(GDAL_DATA,C:

8、GDALdata);來進(jìn)行設(shè)置該文件夾的目錄，如果沒有設(shè)置GDAL會自動從環(huán)境變量中查找，如果還是沒有找到，那么GDAL可能會提示錯(cuò)誤，比如如果不設(shè)置GDAL_DATA，那么在寫如atuocad的dxf格式的時(shí)候就提示創(chuàng)建不成功，后面遇到的話會再進(jìn)行說明。5、doc文件夾：doc文件夾存放的是用來生產(chǎn)GDAL幫助文檔的一些dox文件，dox文件是使用doxygen工具來進(jìn)行生成的，后面會對doxygen工具作一個(gè)簡單的介紹和說明，以及在自己的工程中怎么使用doxygen生成自己的程序的開發(fā)幫助文檔等?？傊痪湓?，這個(gè)文件夾就是用來生成GDAL庫的幫助文檔的一些東西。后面會告訴大家如何生成一份G

9、DAL的幫助文檔，當(dāng)然你也可以把gdal.org整個(gè)網(wǎng)站抓下來，J6、frmts文件夾：這個(gè)文件夾可以說是GDAL代碼中東西最多的一個(gè)文件夾了，每次更新GDAL的版本后都會發(fā)現(xiàn)這個(gè)文件夾中會多出幾個(gè)文件夾，同時(shí)GDAL也會中支持的文件格式中多出來幾個(gè)新的文件格式。沒錯(cuò)，這個(gè)文件夾存放的就是GDAL針對每種不同的特定的圖像格式解析的源代碼，可以舉幾個(gè)簡單的例子，比如bmp文件夾就是解析BMP圖像的，hfa文件夾就是用來解析Erdas的img圖像格式，raw文件夾用來讀取ENVI的hdr文件，還有pcidsk文件夾就是讀取PCI的pix格式的等等。所以這個(gè)文件夾存放的是解析各個(gè)文件格式的源代碼。7

10、、gcore文件夾：通過名字大家也應(yīng)該知道這個(gè)文件夾是做什么的了，叫core的肯定都是很核心的東西了，這個(gè)文件夾就是GDAL的靈魂所在，主要存放的GDAL抽象類的數(shù)據(jù)集，波段，圖像讀寫接口等都在這個(gè)里面實(shí)現(xiàn)的。如果要知道GDAL的抽象類是怎么對圖像格式進(jìn)行抽象的，可以看看這個(gè)里面的代碼。8、html文件夾：html文件夾如果使用壓縮包的話，里面應(yīng)該是空的，這個(gè)文件夾主要是用來存放GDAL的生成的幫助文檔的地方，主要是使用前面介紹的doc文件夾中的dox腳本，使用doxygen工具生成的GDAL幫助文檔會出現(xiàn)在這個(gè)文件夾中。后面會和doc文件夾一起進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)介紹。9、m4文件夾：m4文件夾存放

11、的有好幾個(gè)已m4為后綴名的文件，m4文件叫MacroProcessor Library，m4文件是編譯基礎(chǔ)中最核心的文件，這個(gè)文件主要是用autoconf來產(chǎn)生configure配置文件，繼而自動生成Makefile文件。這個(gè)文件夾中Windows平臺下貌似沒什么作用，可能是我還不知道吧，在此略過。10、man文件夾：man文件夾貌似是用來生成linux或者其他平臺下的幫助文件，估計(jì)是可以使用linux下的man幫助吧。Windows平臺下貌似也沒什么用，略過。11、ogr文件夾：用過GDAL的肯定知道ogr庫吧，在很久很久以前，GDAL和OGR是兩個(gè)庫，GDAL專門負(fù)責(zé)讀取柵格數(shù)據(jù)，OGR庫

12、負(fù)責(zé)讀取矢量數(shù)據(jù)，然后可能是因?yàn)閮蓚€(gè)庫分開有些不方便，比如GDAL的算法庫中經(jīng)常會用到矢量數(shù)據(jù)的讀取，或者還有別的原因吧，現(xiàn)在將這兩個(gè)庫整合在了一起，目前OGR庫就是GDAL庫的一個(gè)子集。其實(shí)OGR庫還是可以單獨(dú)編譯出來的。Ogr文件夾就是存放OGR庫源代碼的文件夾。這個(gè)文件夾里面也是有很多東西的，后面再詳細(xì)進(jìn)行介紹。12、port文件夾：port文件夾中存放的是port庫的東西，port庫對于GDAL庫來說是一個(gè)底層的支持庫，port庫中定義了一些字符串的操作，文件處理，網(wǎng)頁請求，數(shù)據(jù)庫連接，哈希表，字符加密文件壓縮等基礎(chǔ)的函數(shù)。比如GDAL中所有的導(dǎo)出函數(shù)符號CPL_DLL就是在這個(gè)por

13、t文件夾中定義的，還有frmts文件夾中，打開文件，打開數(shù)據(jù)庫，打開網(wǎng)絡(luò)路徑等都是用的port庫，以及字符串的處理等。13、swig文件夾：swig文件夾主要是存放swig的腳本。Swig全稱叫SimplifiedWrapper and Interface Generator，網(wǎng)址是www.swig.org， swig的作用就是可以將C/C+寫的庫封裝為Python，C#，Java，Perl和 Ruby等其他語言的訪問接口。網(wǎng)上GDAL的C#版本就是使用swig來編譯出來實(shí)現(xiàn)的，很強(qiáng)大吧。后面有時(shí)間的話，會寫一篇關(guān)于swig編譯GDAL的文章。14、vb6文件夾：這個(gè)文件夾中用來將GDAL編譯

14、成一個(gè)VB6的模塊，對于里面具體的文件說明，以及如何編譯參考文件夾中的readme.txt，由于我對VB6的使用，還是僅限于拖個(gè)按鈕，寫個(gè)單擊事件的基礎(chǔ)，對于模塊之間的調(diào)用，實(shí)在是不太懂，所在就不說明了。想用VB6使用GDAL的可以自己研究一下，應(yīng)該也不是很難。15、wince文件夾：顧名思義，這個(gè)文件夾中的東西就是用來編譯Windows CE平臺下的GDAL庫用的，具體編譯請參考其中的說明文檔。文件夾介紹完了，下面對文件進(jìn)行一個(gè)大概說明：1、aclocal.m4：同上面的m4文件夾2、autogen.sh：Linux平臺下的shell文件，用來調(diào)用autoconf來產(chǎn)生configure配置

15、文件的。3、COMMITERS：該文件中的內(nèi)容是GDAL開發(fā)人員的信息，姓名，聯(lián)系郵箱以及各自負(fù)責(zé)開發(fā)的模塊說明等。4、config.guess，config.sub，configure，configure.in：這四個(gè)文件貌似都是linux平臺下的配置文件，中Windows下沒啥用，略過。5、Doxyfile：Doxyfile就是前面doc文件夾中說明提到的doxygen的工程文件，用來生成幫助文檔用的，后面在介紹doxygen的使用是會對該文件進(jìn)行一個(gè)說明。6、GDALmake.opt.in：這個(gè)文件是linux平臺下的GDAL庫編譯配置文件，功能在后面的nmake.opt中介紹。7、gd

16、alnightlysvn.sh：Linux平臺下調(diào)用svn獲取GDAL源代碼的一個(gè)shell腳本。8、GNUmakefile：GNU的make文件。9、HOWTO-RELEASE：GDAL發(fā)布版本的一些說明。10、install-sh：GDAL的安裝shell腳本，Linux平臺下。11、LICENSE.TXT：GDAL的許可說明文件。12、ltmain.sh：libtool的shell腳本，Linux平臺下，Windows下貌似沒用到。13、makefile.vc：GDAL的編譯文件，用來將源代碼編譯成dll文件，后面會在GDAL編譯中作一個(gè)介紹。14、makegdal_gen.bat：用來

17、生成VS的工程文件的一個(gè)批處理文件，后面在GDAL編譯中會對該文件的使用方式做一個(gè)說明。15、makegdal10.sln：文件夾中所有的sln文件都是VS的項(xiàng)目文件，文件名后的數(shù)字代表的是VS的版本號。16、makegdal10.vcxproj和makegdal71.vcproj：VS的工程文件，該文件可以由makegdal_gen.bat文件自動生成，后面詳細(xì)介紹。17、mkbindist.sh，mkgdaldist.sh和mktestdist.sh：三個(gè)shell腳本文件，Windows下沒用，略過。18、NEWS：GDAL的新增功能，以及修復(fù)的bug記錄等。19、nmake.opt：GDAL編譯選項(xiàng)配置文件，在編譯GDAL中，可以指定GDAL綁定的其他庫等都在這個(gè)里面進(jìn)行設(shè)置。在后面的GDAL編譯中會詳細(xì)介紹說明。20、nmake-wince.opt：編譯wince版本的編譯選項(xiàng)配置文件。21、PROVENANCE.TXT：GDAL目錄說明文件，如果上面說明的不夠清楚，可以參考這個(gè)文件。22、submake.bat：一個(gè)編譯的批處理文件，目前沒啥用。23、svnkeywords.sh：又是svn的一個(gè)shell腳本。24、VERSION：GDAL版本信息。第一篇完，后續(xù)文章陸續(xù)奉上，敬請期待新作！6 / 6