😀

DEMのCOGを始めました

2023/01/12に公開約4,300字

とにかく言いたいこと

基盤地図情報DEM配信サービスを公開しました!

あらためて、はじめに

基盤地図情報DEM配信サービスを公開しました。

基盤地図情報数値標高モデルの10mメッシュの任意範囲を取り出すものです。

本サービスでは、WCS (Web Coverage Service)とCOG (Cloud Optimized GeoTIFF)で出していますが、今回はCOG限定。

基盤地図情報からCOGを作るまでを見ていきます。

なお、COGについては"Cloud Optimized GeoTIFFを置いてみましたを参照して下さい。

基盤地図情報DEMからGDALに読めるまで

fgddem2pgsql

基盤地図情報はOGRで読めます。が、DEMは読めません。

と思ったら、こんなところに、基盤地図情報DEMをPostGISラスタのダンプ形式に変換するプログラムがあるじゃないですか。Visual C++でもビルド可能ですし。こんなの用意してくれてる人って、誰かは知らないですけど、とても素晴らしい人ですね、誰かは知らないですけど。

PostGISに入れる

CERATE EXTENSION postgis;
CERATE EXTENSION postgis_raster;
CREATE TABLE dem10b (
    rid SERIAL PRIMARY KEY,
    rast RASTER,
    filename text
);
CREATE INDEX ix_dem10b_rast ON dem10b USING GiST (st_convexhull(rast));

PostGISラスタでは、直接のインデックスを作らずにST_ConvexHull(rast)という関数インデックスにしている点です。

あと、fgddem2pgsqlではridの番号は付かないので、ridSERIALにしておいて下さい。

Cloud Optimized GeoTIFF 作成

GDALを使用

GDALを導入する必要があります。

GDALを使う際には GDAL_CACHEMAX を指定すると、速度向上が期待できます。おそらく磁気ハードディスク時代よりは速度向上率が下がっているとは思いますが、それでもgdalwap等の実行速度に重要な影響を及ぼすので、設定することをお勧めします。

GDAL_CACHEMAX の単位はメガバイトです。

たとえば、Windows コマンドプロンプトで次のようにすると、20,480メガバイト (20ギガバイト)のキャッシュを確保します。

set GDAL_CACHEMAX=20480

gdalwarpでGeoTIFF生成

gdalwarpでPostGISラスタからGeoTIFFをに変換します (gdal_translate ではうまくいきませんでした)。

PGデータソースにmode=2がありますが、これは「1テーブル 1ラスタ」モードを指定しています。テーブルの全てのタプルをまとめて一つのラスタとみなします。

デフォルト (mode=1)では、「1行 1ラスタ」モードになります。

ここでは、XMLファイル1個で1行を構成していて、かつ、全国まとめて1ラスタとしたいのでmode=2が適切です。

それと、バッチファイルの改行は ^ です。\など、適宜読み替えて下さい。

gdalwarp  ^
  -of GTiff ^
  "PG:host=localhost port=5432 dbname='(テーブル名)' table='(テーブル名)' mode='2' password='(パスワード)'" ^
  -srcnodata "-9999" -dstnodata "-9999" ^
  -co COMPRESS=DEFLATE -co BIGTIFF=YES ^
  dem10b.tif

標高の最大値最小値を見てみよう

いちおう確認してみました。

時間もかかるので確認しなくてもいいですが、ちゃんと読み込めているっぽいのが分かります。

gdalinfo -mm dem10b.tif
Computed Min/Max=-134.600,3774.900

-134mってどこかはともかく、3774.9mは富士山ですね。

COGを作る

COGは、少なくともGDAL 3.4.1 では、GDALがサポートするフォーマットの一つです。

ですので、あまり深く考えずに変換できます。

gdal_translate ^
  -of COG  -r average ^
  -co COMPRESS=DEFLATE -co BIGTIFF=YES ^
  dem10b.tif cog-dem10b.tif

QGISで見てみましょう

とりあえず見てみよう

Cloud Optimized GeoTIFFを置いてみましたを参照して、QGISで開いてみて下さい。COGのURLは基盤地図情報DEM配信サービスに書いていますのでご覧下さい。

初期状態

日本列島が見えたけど、これ、グレースケールの最大値と最小値がめちゃくちゃなので、変更します。

レイヤのプロパティを開いて、最大値と最小値を上書きします。

プロパティを開こうとしているところ

最大値と最小値の上書きをしているところ

最大値と最小値を整えた日本列島

富士山や日本アルプスのあたりが白で見えるようになりました。小縮尺では標高は平均値ですので、精度は考えないこと。

当然、拡大も可能です。

拡大したところ

陰影図を見てみよう

次に、陰影図を見てみましょう。

レイヤのダイアログで「陰影図」を選択します。なお、Z係数は "0.00001" としています。また、ややきれいにしたいので、リサンプリングに「キュービック」を使いました。

プロパティで陰影図の設定をしているところ

陰影図はQGIS側で作っています。サーバには陰影図作成の負荷がかかっていません。

富士山を見てみましょう。

富士山の陰影図

ほら!ほら!富士山が見えました。

青影山の陰影図

そして、西にめちゃくちゃずらしたら青影山も見えました。日本中どこでも陰影図が見ることができるのです。

おわりに

いかがだったでしょうか?

前半では、基盤地図情報DEMを fgddem2pgsql でPostGISラスタに変換して、GDALを使ってGeoTIFFに変換して、さらにCOGを生成しました。

また、後半では、QGISで確認しました。陰影図の負担はクライアント側にかかっているのと、シームレスになっているのがいいですね。

好き勝手に使って下さい。

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