GDAL - Thực hiện phân tích đường dẫn chi phí tối thiểu đơn giản

Tôi đang nghiên cứu các phương pháp để thực hiện phân tích đường dẫn đơn giản với chi phí thấp nhất với gdal. Nói một cách đơn giản, ý tôi là sử dụng độ dốc của dem làm yếu tố chi phí duy nhất.

Tôi muốn sử dụng các ràng buộc python hoặc .net, nhưng sẽ mất bất cứ điều gì. Bất cứ ai có thể đề nghị bất kỳ hướng dẫn tốt hoặc tương tự?

Các kịch bản sau đây thực hiện một phân tích đường dẫn chi phí ít nhất. Các tham số đầu vào là một raster bề mặt chi phí (ví dụ độ dốc) và tọa độ bắt đầu và dừng. Một raster với đường dẫn đã tạo được trả về. Nó đòi hỏi thư viện skimage và GDAL.

Ví dụ: đường dẫn chi phí ít nhất giữa điểm 1 và điểm 2 được tạo dựa trên raster dốc:

import gdal, osr
from skimage.graph import route_through_array
import numpy as np


def raster2array(rasterfn):
    raster = gdal.Open(rasterfn)
    band = raster.GetRasterBand(1)
    array = band.ReadAsArray()
    return array  

def coord2pixelOffset(rasterfn,x,y):
    raster = gdal.Open(rasterfn)
    geotransform = raster.GetGeoTransform()
    originX = geotransform[0]
    originY = geotransform[3] 
    pixelWidth = geotransform[1] 
    pixelHeight = geotransform[5]
    xOffset = int((x - originX)/pixelWidth)
    yOffset = int((y - originY)/pixelHeight)
    return xOffset,yOffset

def createPath(CostSurfacefn,costSurfaceArray,startCoord,stopCoord):   

    # coordinates to array index
    startCoordX = startCoord[0]
    startCoordY = startCoord[1]
    startIndexX,startIndexY = coord2pixelOffset(CostSurfacefn,startCoordX,startCoordY)

    stopCoordX = stopCoord[0]
    stopCoordY = stopCoord[1]
    stopIndexX,stopIndexY = coord2pixelOffset(CostSurfacefn,stopCoordX,stopCoordY)

    # create path
    indices, weight = route_through_array(costSurfaceArray, (startIndexY,startIndexX), (stopIndexY,stopIndexX),geometric=True,fully_connected=True)
    indices = np.array(indices).T
    path = np.zeros_like(costSurfaceArray)
    path[indices[0], indices[1]] = 1
    return path

def array2raster(newRasterfn,rasterfn,array):
    raster = gdal.Open(rasterfn)
    geotransform = raster.GetGeoTransform()
    originX = geotransform[0]
    originY = geotransform[3] 
    pixelWidth = geotransform[1] 
    pixelHeight = geotransform[5]
    cols = array.shape[1]
    rows = array.shape[0]

    driver = gdal.GetDriverByName('GTiff')
    outRaster = driver.Create(newRasterfn, cols, rows, gdal.GDT_Byte)
    outRaster.SetGeoTransform((originX, pixelWidth, 0, originY, 0, pixelHeight))
    outband = outRaster.GetRasterBand(1)
    outband.WriteArray(array)
    outRasterSRS = osr.SpatialReference()
    outRasterSRS.ImportFromWkt(raster.GetProjectionRef())
    outRaster.SetProjection(outRasterSRS.ExportToWkt())
    outband.FlushCache()    

def main(CostSurfacefn,outputPathfn,startCoord,stopCoord):

    costSurfaceArray = raster2array(CostSurfacefn) # creates array from cost surface raster

    pathArray = createPath(CostSurfacefn,costSurfaceArray,startCoord,stopCoord) # creates path array

    array2raster(outputPathfn,CostSurfacefn,pathArray) # converts path array to raster


if __name__ == "__main__":
    CostSurfacefn = 'CostSurface.tif'
    startCoord = (345387.871,1267855.277)
    stopCoord = (345479.425,1267799.626)
    outputPathfn = 'Path.tif'
    main(CostSurfacefn,outputPathfn,startCoord,stopCoord)

Bạn có thể sử dụng thuật toán tìm kiếm A * bằng cách sử dụng độ dốc làm chi phí giữa các nút được tạo. Để xem một hình dung nhanh về những gì trông giống như:

Xem A * Thuật toán tìm kiếm (Wiki) và Python A * Thuật toán tìm kiếm (SO)

để hiểu A *.

Đối với bản đồ độ dốc có các tùy chọn ngoài kia - Đây là một.

Với bản đồ độ dốc (raster), bạn có thể nhận được các giá trị chi phí từ nó với GDAL.