使用 python 和 gdal 從 lat/long 點 in.geotiff 查找像素坐標

Question

我有描述 a.geotiff 圖像中一個點的 position 的（緯度，經度）坐標。

我希望找到圖像內經緯度的等效像素坐標。

我通過以下指令從命令行使用 gdaltransform 成功：

gdaltransform -i -t_srs epsg:4326 /path/imagename.tiff
-17.4380493164062 14.6951949085676

但我想從 python 代碼中檢索這種類型的等價物。 我嘗試了以下方法：

from osgeo import osr

source = osr.SpatialReference()
source.ImportFromUrl(path + TIFFFilename)

target = osr.SpatialReference()
target.ImportFromEPSG(4326)

transform = osr.CoordinateTransformation(target,source )

point_xy = np.array(transform.TransformPoint(-17.4380493164062,14.6951949085676))

但它返回此錯誤：

NotImplementedError: Wrong number or type of arguments for overloaded function 'CoordinateTransformation_TransformPoint'.
  Possible C/C++ prototypes are:
    OSRCoordinateTransformationShadow::TransformPoint(double [3])
    OSRCoordinateTransformationShadow::TransformPoint(double [3],double,double,double)

我究竟做錯了什么？ 我試圖解決這個錯誤，但沒有任何成功。 還有其他方法嗎？

編輯1：

我通過終端中的 gdaltransform 命令實現了一次轉換：

gdaltransform -i -t_srs epsg:4326 /path/image.tiff
-17.4380493164062 14.6951949085676

由於我需要以 pythonic 方式檢索像素，因此我嘗試使用子進程調用命令，例如：

# TRY 1:
subprocess.run(['gdaltransform','-i',' -t_srs','epsg:4326','/pat/img.tiff\n'], stdout=subprocess.PIPE)
# TRY 2 :
cmd = '''gdaltransform -i -t_srs epsg:4326 /home/henri/Work/imdex_visio/AllInt/Dakar_X118374-118393_Y120252-120271_PHR1A_2016-03-10T11_45_39.781Z_Z18_3857.tiff
-17.4380493164062 14.6951949085676'''
subprocess.Popen(cmd,stdout=subprocess.PIPE, shell=True)

但它不起作用。 也許是因為命令本身的行為方式，比如實際上並沒有返回結果並結束自己，而是顯示結果並保持忙碌。

Answer 1

根據食譜，您正在翻轉使用變換和點。 您應該在給定變換的點上調用變換，而不是相反。 似乎您正在翻轉源和目標，但是您這樣做了兩次，所以它會起作用。

但是我相信target.ImportFromUrl(path + TIFFFilename)將不起作用。 相反，您可以使用 gdal 從 geotiff 中提取空間參考。

像下面這樣的東西應該工作

from osgeo import osr, ogr, gdal

# Extract target reference from the tiff file
ds = gdal.Open(path + TIFFFilename)
target = osr.SpatialReference(wkt=ds.GetProjection())

source = osr.SpatialReference()
source.ImportFromEPSG(4326)

transform = osr.CoordinateTransformation(source, target)

point = ogr.Geometry(ogr.wkbPoint)
point.AddPoint(-17.4380493164062, 14.6951949085676)
point.Transform(transform)
print(point.GetX(), point.GetY())

這為您提供了 geotiffs 參考中的坐標，但這不是像素坐標。

要將點轉換為像素，您可以使用以下內容（根據您在世界上的位置，可能必須翻轉線的減號）

def world_to_pixel(geo_matrix, x, y):
    """
    Uses a gdal geomatrix (gdal.GetGeoTransform()) to calculate
    the pixel location of a geospatial coordinate
    """
    ul_x= geo_matrix[0]
    ul_y = geo_matrix[3]
    x_dist = geo_matrix[1]
    y_dist = geo_matrix[5]
    pixel = int((x - ul_x) / x_dist)
    line = -int((ul_y - y) / y_dist)
    return pixel, line

所以你的最終代碼看起來像

from osgeo import osr, ogr, gdal


def world_to_pixel(geo_matrix, x, y):
    """
    Uses a gdal geomatrix (gdal.GetGeoTransform()) to calculate
    the pixel location of a geospatial coordinate
    """
    ul_x= geo_matrix[0]
    ul_y = geo_matrix[3]
    x_dist = geo_matrix[1]
    y_dist = geo_matrix[5]
    pixel = int((x - ul_x) / x_dist)
    line = -int((ul_y - y) / y_dist)
    return pixel, line

# Extract target reference from the tiff file
ds = gdal.Open(path + TIFFFilename)
target = osr.SpatialReference(wkt=ds.GetProjection())

source = osr.SpatialReference()
source.ImportFromEPSG(4326)

transform = osr.CoordinateTransformation(source, target)

point = ogr.Geometry(ogr.wkbPoint)
point.AddPoint(-17.4380493164062, 14.6951949085676)
point.Transform(transform)

x, y = world_to_pixel(ds.GetGeoTransform(), point.GetX(), point.GetY())
print(x, y)

Answer 2

建議的解決方案可能在大多數情況下都有效，因為行/列旋轉通常為零，但至少應該檢查或更好地包括：

import numpy as np
from osgeo import gdal

def world_to_pxl(gt, x, y):
    # 'Affine transformation': W = A * pxl + ul
    # world[2, 1] = a[2, 2] * pxl[2, 1] + upper_left[2,1]
    world = np.array([[x], [y]])  # world coordinates
    upper_left = np.array(
        [
            [gt[0]], [gt[3]]    # upper left corner of image
        ]
    )
    a = np.array([[gt[1], gt[2]],
                  [gt[4], gt[5]]])
    
    # Reformulate: A^-1 * (W - ul) = pxl
    pxl = np.matmul(np.linalg.inv(a), (world - upper_left))
    row = pxl[0]  # x_pixel
    col = pxl[1]  # y_line
    return row, col