Raster reclassify usando python, gdal y numpy

Me gustaría reclasificar un archivo ráster de un ráster con 10 clases a un ráster con 8 clases usando pyhton, gdal y / o numpy. Las clases se representan como enteros. He intentado seguir los pasos de esta publicación Reclasificar rásteres usando GDAL y Python , el numpy.equal doc y también gdal_calc doc. Sin embargo, fue en vano.

El archivo ráster que se reclasificará tiene valores enteros que van del 0 al 11 y también incluye los valores 100 y 255. A continuación se muestra la reclasificación (del valor: al valor):

nodata: 4, 0: 4, 1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 3, 5: 4, 6: 5, 7: 5, 8: 6, 9: 7, 10: 8, 100: nodata, 255: nodata,

Lo que he podido hacer es seleccionar el archivo ráster que se reclasificará usando tkinter.FileDialog y obtener la información ráster como la geotransformación y el tamaño de píxel con reclass = gdal.Open (raster, GA_ReadOnly).

¿Cómo hago para resolver lo anterior?

Cabe mencionar que los rásteres a reclasificar pueden ser bastante grandes en algunos casos (500mb a 5gb).

Aquí tienes un script de Python simple para la reclasificación, lo escribí y funciona para mí:

from osgeo import gdal

driver = gdal.GetDriverByName('GTiff')
file = gdal.Open('/home/user/workspace/raster.tif')
band = file.GetRasterBand(1)
lista = band.ReadAsArray()

# reclassification
for j in  range(file.RasterXSize):
    for i in  range(file.RasterYSize):
        if lista[i,j] < 200:
            lista[i,j] = 1
        elif 200 < lista[i,j] < 400:
            lista[i,j] = 2
        elif 400 < lista[i,j] < 600:
            lista[i,j] = 3
        elif 600 < lista[i,j] < 800:
            lista[i,j] = 4
        else:
            lista[i,j] = 5

# create new file
file2 = driver.Create( 'raster2.tif', file.RasterXSize , file.RasterYSize , 1)
file2.GetRasterBand(1).WriteArray(lista)

# spatial ref system
proj = file.GetProjection()
georef = file.GetGeoTransform()
file2.SetProjection(proj)
file2.SetGeoTransform(georef)
file2.FlushCache()

Solo cambia los rangos.

Espero que sea de ayuda.

En lugar de hacer la reclasificación como un bucle doble para descrito por dmh126, hágalo usando np.where:

# reclassification    
lista[np.where( lista < 200 )] = 1
lista[np.where((200 < lista) & (lista < 400)) ] = 2
lista[np.where((400 < lista) & (lista < 600)) ] = 3
lista[np.where((600 < lista) & (lista < 800)) ] = 4
lista[np.where( lista > 800 )] = 5

En una matriz de 6163 por 3537 píxeles (41,6 mb), la clasificación se realiza en 1,59 segundos, donde se requieren 12 minutos y 41 s con el doble bucle for. En total, solo una aceleración de 478x.

En pocas palabras, nunca use un bucle doble para usar numpy

Aquí hay un ejemplo básico usando rasterio y numpy:

import rasterio as rio
import numpy as np


with rio.open('~/rasterio/tests/data/rgb1.tif') as src:
    # Read the raster into a (rows, cols, depth) array,
    # dstack this into a (depth, rows, cols) array,
    # the sum along the last axis (~= grayscale)
    grey = np.mean(np.dstack(src.read()), axis=2)

    # Read the file profile
    srcprof = src.profile.copy()

classes = 5
# Breaks is an array of the class breaks: [   0.   51.  102.  153.  204.]
breaks = (np.arange(classes) / float(classes)) * grey.max()

# classify the raster
classified = np.sum(np.dstack([(grey < b) for b in breaks]), axis=2).reshape(1, 400, 400).astype(np.int32)

# Update the file opts to one band
srcprof.update(count=1, nodata=None, dtype=classified.dtype)

with rio.open('/tmp/output.tif', 'w', **srcprof) as dst:
    # Write the output
    dst.write(classified)

Solo para completar la respuesta de @Mattijn, creo que eso conducirá a un problema si las clases de entrada se superponen con las clases de salida. No quiero que la próxima regla cambie mi nuevo valor.

No sé si pierdo velocidad, pero debería hacer una copia profunda:

list_dest = lista.copy()

list_dest[np.where( lista < 0 )] = 0
list_dest[np.where((0 <= lista) & (lista <= 1)) ] = 1
list_dest[np.where((1 < lista) & (lista <= 5)) ] = 2
list_dest[np.where( 5 < lista )] = 3

Aquí hay otro enfoque de Rasterio que pirateé juntos usando el Rasterio Cookbook y la respuesta de @ Mattijn.

import rasterio
import numpy as np

with rasterio.open('input_raster.tif') as src:    
    # Read as numpy array
    array = src.read()
    profile = src.profile

    # Reclassify
    array[np.where(array == 0)] = 4 
    array[np.where(array == 2)] = 1
    # and so on ...  

with rasterio.open('output_raster.tif', 'w', **profile) as dst:
    # Write to disk
    dst.write(array)

En algunos casos, digitalizar numpy puede ser útil para pasar rápidamente de rangos a contenedores.

import rasterio
import numpy as np

with rasterio.open('my_raster.tif') as src:    
    array = src.read()
    profile = src.profile
    bins = np.array([-1.,-0.7,-0.4, 0.2, 1]) 
    inds = np.digitize(array, bins)

with rasterio.open('output_raster.tif', 'w', **profile) as dst:
    dst.write(inds)

Con soporte de tabla de color ráster RGB:

import numpy as np
from osgeo import gdal

path_inDs = "/data/OCS_2016.extract.tif"
path_outDs = "/data/OCS_2016.postpython.tif"

driver = gdal.GetDriverByName('GTiff')
file = gdal.Open(path_inDs)

if file is None:
  print ('Could not open image file')
  sys.exit(1)

band = file.GetRasterBand(1)
lista = band.ReadAsArray()


# reclassification
lista[np.where(lista == 31)] = 16

# create new file
file2 = driver.Create(path_outDs, file.RasterXSize , file.RasterYSize , 1, gdal.GPI_RGB)
file2.GetRasterBand(1).WriteArray(lista)

# spatial ref system
proj = file.GetProjection()
georef = file.GetGeoTransform()
meta = file.GetMetadata()
colors = file.GetRasterBand(1).GetRasterColorTable()

file2.SetProjection(proj)
file2.SetGeoTransform(georef)
file2.SetMetadata(meta)
file2.GetRasterBand(1).SetRasterColorTable(colors)

file2.FlushCache()
del file2

Una alternativa ligeramente diferente podría ser la siguiente:

import numpy as np
from osgeo import gdal

original = gdal.Open('**PATH**\\origianl_raster.tif')



# read the original file

band = original.GetRasterBand(1) # assuming that the file has only one band
band_array = band.ReadAsArray()



#create a new array with reclassified values

new_array = np.where(band_array == np.nan, 4, 
                np.where(band_array == 0, 4,
                    np.where(band_array == 1, 1,
                        np.where(band_array == 2, 2,
                            np.where(band_array == 3, 3,
                                np.where(band_array == 4, 3, 
                                    np.where(band_array == 5, 4,
                                        np.where(band_array == 6, 5,
                                            np.where(band_array == 7, 5,
                                                np.where(band_array == 8, 6, 
                                                    np.where(band_array == 9, 7,
                                                       np.where(band_array == 10, 8,
                                                            np.where(band_array == 100, np.nan, np.nan))))))))))))) 
                                # the last line also includes values equal to 255, as they are the only ones left



# create and save reclassified raster as a new file

outDs = gdal.GetDriverByName('GTiff').Create("**PATH**\\reclassified_raster.tif", original.RasterXSize, original.RasterYSize, 1, gdal.GDT_Float32)

outBand = outDs.GetRasterBand(1)
outBand.WriteArray(new_array)

outDs.SetGeoTransform(original.GetGeoTransform())
outDs.SetProjection(original.GetProjection())


# flush cache

outDs.FlushCache()

Este script se reproduce con numpy.where ( https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.where.html ): en todos los pasos, excepto el último, en lugar de devolver un valor cuando condición no se cumple, devuelve otro np.where. Y continúa hasta que se consideren todos los valores posibles del ráster.