使用GDAL（C++库）从末尾行开始向上读取图像数据

使用GDAL（C++库）从末尾行读取图像数据

OpenCV等图像库默认的读取方式都是从第一行开始，逐行读取数据（自顶向下），填充到内存缓冲区；对于某些特殊应用，需要反行序读取（从末尾行读到起始行）的图像数据结果。GDAL提供了灵活的栅格数据读取方式RasterIO，下面介绍RasterIO的调用方式，以及如何利用它自底向上读取图像数据。

关键函数RasterIO

此函数的参数列表与实现与C语言APIGDALDatasetRasterIO()或GDALDatasetRasterIOEx()函数基本相同。

参数意义

RasterIO提供了读写多波段的图像数据的统一接口，功能强大。其函数定义如下：

CPLErr RasterIO(GDALRWFlag   eRWflag,   // 取值GF_Read/GF_Write 读/写数据
    int          nDSXOff,                 // 读取区域的起始列号
    int          nDSYOff,                 // 读取区域的起始行号
    int          nDSXSize,               // 读取区域的宽（列数）
    int          nDSYSize,               // 读取区域的高（行数）
    void*        pBuffer,                // 存放将读取数据的内存指针
    int          nBXSize,                 // 目标内存的宽（列数）
    int          nBYSize,                 // 目标内存的高（行数）
    GDALDataType eBDataType,   // 目标缓存的数据类型
    int          nBandCount,               // 需要读取的波段数
    int*         panBandMap,              // 存放波段序列数组的指针
    GSpacing     nPixelSpace,        // 一个波段中的数据在pBuffer中的列间隔
    GSpacing     nLineSpace,         // 一个波段中的数据在pBuffer中的行间隔
    GSpacing     nBandSpace,        // 波段之间的在pBuffer中的间隔
    GDALRasterIOExtraArg *psExtraArg)

参数的详细含义如下：

如果指定的内存缓冲区的数据类型（eBufType）不同于原图的数据类型，则会自动完成数据类型转换。如果缓冲区大小（nBufXSize,nBufYSize）与要读写的目标区域的大小（nXSize,nYSze）不同，则该方法还会自动重采样图像。

nPixelSpace、nLineSpace和nBandSpace对应的读取方式

nPixelSpace、nLineSpace和nBandSpace这三个参数控制将图像数据写到内存或从内存读取的方式。对于三通道的jpg格式图像而言,t图像按BIP方式组织，每个像素的色彩值由3个byte类型数据构成.。设其行数为r，列数为c，读取时开辟的内存起始指针记作pImgData，设置：

nPixelSpace为3，表示每3个byte是下一个像素；
nLineSpace为3*列数，即每隔3*c个字节，就是下一行；
nBandSpace为1：RGB三个波段都是紧挨着的。

如图所示，为实现反行序读取（从末尾行读取），需要将nLineSpace参数设置为-3*c，并且将传入RasterIO的内存缓冲区指针设置为最后一行的起始处pImgData+(r-1)*c*3。

示例：使用RasterIO反行序（自底向上）读取图像块数据

在GDAL中，图像中的像素的坐标以左上角为原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向。
以一张三通道的jpg格式图像MerchDataTest.JPG为例，以图片中坐标(100,100)为起点，读取30列、50行的图块数据，代码示例如下：

#include"gdal_priv.h"
#include<vector>

int main(int argc, char** argv)
{
    GDALAllRegister();
    int nCs = 30;
    int nRs = 50;
    std::vector<BYTE> vData1(nCs * nRs * 3);
    std::vector<BYTE> vData2(nCs * nRs * 3);
    GDALDataset* pdata = (GDALDataset*)GDALOpen("MerchDataTest.JPG", GDALAccess::GA_ReadOnly);
    int panBandMap[] = { 1,2,3 };
    pdata->RasterIO(GDALRWFlag::GF_Read, 100, 400, nCs, nRs, &vData1[0], nCs, nRs, GDALDataType::GDT_Byte, 3, panBandMap, 3, 3 * nCs, 1);
    pdata->RasterIO(GDALRWFlag::GF_Read, 100, 400, nCs, nRs, &vData2[0]+nCs*(nRs-1)*3, nCs, nRs, GDALDataType::GDT_Byte, 3, panBandMap, 3, -3 * nCs, 1);
    GDALClose(pdata);
    /// 将读取到的内容保存为新的tif图像
    GDALDriver* pDriver = (GDALDriver*)GDALGetDriverByName("GTIFF");
    GDALDataset* pOutImg1= pDriver->Create("E:\\Output1.tif",nCs,nRs,3,GDALDataType::GDT_Byte, NULL);
    GDALDataset* pOutImg2= pDriver->Create("E:\\Output2.tif",nCs,nRs,3,GDALDataType::GDT_Byte, NULL);
    GDALDataset* pOutImg3= pDriver->Create("E:\\Output2_row_reversed.tif",nCs,nRs,3,GDALDataType::GDT_Byte, NULL);
    pOutImg1->RasterIO(GDALRWFlag::GF_Write, 0, 0, nCs, nRs, &vData1[0], nCs, nRs, GDALDataType::GDT_Byte, 3, panBandMap, 3, 3 * nCs, 1);
    pOutImg2->RasterIO(GDALRWFlag::GF_Write, 0, 0, nCs, nRs, &vData2[0]+nCs*(nRs-1)*3, nCs, nRs, GDALDataType::GDT_Byte, 3, panBandMap, 3, -3 * nCs, 1);
    pOutImg3->RasterIO(GDALRWFlag::GF_Write, 0, 0, nCs, nRs, &vData2[0], nCs, nRs, GDALDataType::GDT_Byte, 3, panBandMap, 3, 3 * nCs, 1);
    GDALClose(pOutImg1);
    GDALClose(pOutImg2);
    GDALClose(pOutImg3);
}

所得三张输出图像效果如下：

Output1是按常规方式读取一块区域并保存的结果；
Output2是按反行序读取，并按反行序方式保存的结果；
Output2_row_reversed是按反行序读取、正常方式保存的结果。
可见，第二种读取方法所读数据在内存中的行序与第一种读取方法所读的是相反的。