Comment faire en sorte que le paquet 'raster' de R distingue les matrices de rotation positives et négatives dans les GeoTIFF?

Question

Il apparaît que le paquet raster dans R ne fait pas de distinction entre les rotations positives et négatives des GeoTIFF. J'ai le sentiment que c'est parce que R ignore les signes négatifs dans la matrice de rotation. Je ne suis pas assez avertis pour creuser dans le code source raster pour vérifier, mais j'ai créé un exemple reproductible qui illustre le problème:

Lire R et enregistrer comme GeoTIFF.

library(raster) 
b <- brick(system.file("external/rlogo.grd", package="raster")) 
proj4string(b) <- crs("+init=epsg:32616") 

writeRaster(b, "R.tif") 

rotation Ajouter au format TIFF avec Python

import sys 
from osgeo import gdal 
from osgeo import osr 
import numpy as np 
from math import * 

def array2TIFF(inputArray,gdalData,datatype,angle,noData,outputTIFF): 
# this script takes a numpy array and saves it to a geotiff 
# given a gdal.Dataset object describing the spatial atributes of the data set 
# the array datatype (as a gdal object) and the name of the output raster, and rotation angle in degrees 

# get the file format driver, in this case the file will be saved as a GeoTIFF 
    driver = gdal.GetDriverByName("GTIFF") 

    #set the output raster properties 
    tiff = driver.Create(outputTIFF,gdalData.RasterXSize,gdalData.RasterYSize,inputArray.shape[0],datatype) 

    transform = [] 

    originX = gdalData.GetGeoTransform()[0] 
    cellSizeX = gdalData.GetGeoTransform()[1] 
    originY = gdalData.GetGeoTransform()[3] 
    cellSizeY = gdalData.GetGeoTransform()[5] 
    rotation = np.radians(angle) 

    transform.append(originX) 
    transform.append(cos(rotation) * cellSizeX) 
    transform.append(sin(rotation) * cellSizeX) 
    transform.append(originY) 
    transform.append(-sin(rotation) * cellSizeY) 
    transform.append(cos(rotation) * cellSizeY) 

    transform = tuple(transform) 

    #set the geotransofrm values which include corner coordinates and cell size 
    #once again we can use the original geotransform data because nothing has been changed 
    tiff.SetGeoTransform(transform) 

    #next the Projection info is defined using the original data 
    tiff.SetProjection(gdalData.GetProjection()) 

    #cycle through each band 
    for band in range(inputArray.shape[0]): 
     #the data is written to the first raster band in the image 
     tiff.GetRasterBand(band+1).WriteArray(inputArray[band]) 

     #set no data value 
     tiff.GetRasterBand(band+1).SetNoDataValue(0) 

     #the file is written to the disk once the driver variables are deleted 
    del tiff, driver 

    inputTif = gdal.Open("R.tif") 
    inputArray = inputTif.ReadAsArray() 

    array2TIFF(inputArray,inputTif, gdal.GDT_Float64, -45, 0, "R_neg45.tif") 
    array2TIFF(inputArray,inputTif, gdal.GDT_Float64, 45, 0, "R_pos45.tif") 

Lire les tiffs pivotés à R.

c <- brick("R_neg45.tif") 
plotRGB(c,1,2,3) 
d <- brick("R_pos45.tif") 
plotRGB(d,1,2,3) 

> c 
class  : RasterBrick 
rotated  : TRUE 
dimensions : 77, 101, 7777, 3 (nrow, ncol, ncell, nlayers) 
resolution : 0.7071068, 0.7071068 (x, y) 
extent  : 0, 125.865, 22.55278, 148.4178 (xmin, xmax, ymin, ymax) 
coord. ref. : +proj=utm +zone=16 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +ellps=WGS84 +towgs84=0,0,0 
data source : /Users/erker/g/projects/uft/code/R_neg45.tif 
names  : R_neg45.1, R_neg45.2, R_neg45.3 

> d 
class  : RasterBrick 
rotated  : TRUE 
dimensions : 77, 101, 7777, 3 (nrow, ncol, ncell, nlayers) 
resolution : 0.7071068, 0.7071068 (x, y) 
extent  : 0, 125.865, 22.55278, 148.4178 (xmin, xmax, ymin, ymax) 
coord. ref. : +proj=utm +zone=16 +datum=WGS84 +units=m +no_defs +ellps=WGS84 +towgs84=0,0,0 
data source : /Users/erker/g/projects/uft/code/R_pos45.tif 
names  : R_pos45.1, R_pos45.2, R_pos45.3 

Les tracés sont les mêmes et notez les étendues équivalentes. Cependant, gdalinfo raconte une autre histoire

$ gdalinfo R_neg45.tif 

Driver: GTiff/GeoTIFF 
Files: R_neg45.tif 
Size is 101, 77 
Coordinate System is: 
PROJCS["WGS 84/UTM zone 16N", 
    GEOGCS["WGS 84", 
     DATUM["WGS_1984", 
      SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563, 
       AUTHORITY["EPSG","7030"]], 
      AUTHORITY["EPSG","6326"]], 
     PRIMEM["Greenwich",0], 
     UNIT["degree",0.0174532925199433], 
     AUTHORITY["EPSG","4326"]], 
    PROJECTION["Transverse_Mercator"], 
    PARAMETER["latitude_of_origin",0], 
    PARAMETER["central_meridian",-87], 
    PARAMETER["scale_factor",0.9996], 
    PARAMETER["false_easting",500000], 
    PARAMETER["false_northing",0], 
    UNIT["metre",1, 
     AUTHORITY["EPSG","9001"]], 
    AUTHORITY["EPSG","32616"]] 
GeoTransform = 
    0, 0.7071067811865476, -0.7071067811865475 
    77, -0.7071067811865475, -0.7071067811865476 
Metadata: 
    AREA_OR_POINT=Area 
Image Structure Metadata: 
    INTERLEAVE=PIXEL 
Corner Coordinates: 
Upper Left ( 0.0000000, 77.0000000) (91d29'19.48"W, 0d 0' 2.50"N) 
Lower Left (-54.4472222, 22.5527778) (91d29'21.23"W, 0d 0' 0.73"N) 
Upper Right ( 71.4177849, 5.5822151) (91d29'17.17"W, 0d 0' 0.18"N) 
Lower Right ( 16.9705627, -48.8650071) (91d29'18.93"W, 0d 0' 1.59"S) 
Center  ( 8.4852814, 14.0674965) (91d29'19.20"W, 0d 0' 0.46"N) 
Band 1 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Gray 
    NoData Value=0 
Band 2 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Undefined 
    NoData Value=0 
Band 3 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Undefined 
    NoData Value=0 

$ gdalinfo R_pos45.tif 

Driver: GTiff/GeoTIFF 
Files: R_pos45.tif 
Size is 101, 77 
Coordinate System is: 
PROJCS["WGS 84/UTM zone 16N", 
    GEOGCS["WGS 84", 
     DATUM["WGS_1984", 
      SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563, 
       AUTHORITY["EPSG","7030"]], 
      AUTHORITY["EPSG","6326"]], 
     PRIMEM["Greenwich",0], 
     UNIT["degree",0.0174532925199433], 
     AUTHORITY["EPSG","4326"]], 
    PROJECTION["Transverse_Mercator"], 
    PARAMETER["latitude_of_origin",0], 
    PARAMETER["central_meridian",-87], 
    PARAMETER["scale_factor",0.9996], 
    PARAMETER["false_easting",500000], 
    PARAMETER["false_northing",0], 
    UNIT["metre",1, 
     AUTHORITY["EPSG","9001"]], 
    AUTHORITY["EPSG","32616"]] 
GeoTransform = 
    0, 0.7071067811865476, 0.7071067811865475 
    77, 0.7071067811865475, -0.7071067811865476 
Metadata: 
    AREA_OR_POINT=Area 
Image Structure Metadata: 
    INTERLEAVE=PIXEL 
Corner Coordinates: 
Upper Left ( 0.0000000, 77.0000000) (91d29'19.48"W, 0d 0' 2.50"N) 
Lower Left ( 54.4472222, 22.5527778) (91d29'17.72"W, 0d 0' 0.73"N) 
Upper Right (  71.418,  148.418) (91d29'17.17"W, 0d 0' 4.82"N) 
Lower Right ( 125.865,  93.971) (91d29'15.42"W, 0d 0' 3.05"N) 
Center  ( 62.9325035, 85.4852814) (91d29'17.45"W, 0d 0' 2.78"N) 
Band 1 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Gray 
    NoData Value=0 
Band 2 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Undefined 
    NoData Value=0 
Band 3 Block=101x3 Type=Float64, ColorInterp=Undefined 
    NoData Value=0 

Est-ce un bug, ou suis-je manque quelque chose? Le paquet raster est incroyablement puissant et utile, et je préfère aider à ajouter plus de fonctionnalités que d'avoir à utiliser d'autres logiciels pour gérer correctement ces tiffs tournés (très agaçants). Merci! Voici également un R-sig-Geo mailing post lié aux tiffs tournés.

Answer 1

EDIT

Je suppose que le correctif présenté ci-dessous n'a pas été accessible à la plupart des gens ici, donc je l'ai enveloppé ce gentiment, de sorte que les gens peuvent vérifier et, espérons commentaires.

J'ai pris les sources de la version actuelle (2.6-7) du paquet raster sur CRAN:
https://cran.r-project.org/web/packages/raster/index.html
et a créé un nouveau dépôt Github à partir de là.

Après, je me suis engagé la rotation fixe proposée, une poignée de tests associés et mis en rotation tiff à utiliser dans ceux-ci. Enfin, j'ai ajouté quelques messages onLoad pour indiquer clairement qu'il ne s'agit pas d'une version officielle du package raster.

Vous pouvez maintenant tester en lançant tout simplement les commandes suivantes:

devtools::install_github("miraisolutions/raster") 
library(raster) 
## modified raster 2.6-7 (2018-02-23) 

## you are using an unofficial, non-CRAN version of the raster package 

R_Tif <- system.file("external", "R.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 
R_Tif_pos45 <- system.file("external", "R_pos45.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 
R_Tif_neg45 <- system.file("external", "R_neg45.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 
R_Tif_pos100 <- system.file("external", "R_pos100.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 
R_Tif_neg100 <- system.file("external", "R_neg100.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 
R_Tif_pos315 <- system.file("external", "R_pos315.tif", package = "raster", mustWork = TRUE) 

RTif <- brick(R_Tif) 
plotRGB(RTif, 1, 2, 3) 

pos45Tif <- suppressWarnings(brick(R_Tif_pos45)) 
plotRGB(pos45Tif, 1, 2, 3) 

neg45Tif <- suppressWarnings(brick(R_Tif_neg45)) 
plotRGB(neg45Tif,1,2,3) 

pos100Tif <- suppressWarnings(brick(R_Tif_pos100)) 
plotRGB(pos100Tif, 1, 2, 3) 

neg100Tif <- suppressWarnings(brick(R_Tif_neg100)) 
plotRGB(neg100Tif, 1, 2, 3) 

pos315Tif <- suppressWarnings(brick(R_Tif_pos315)) 
plotRGB(pos315Tif,1,2,3) 

---

Pour l'exemple pourvu que je pouvais le réparer avec les modifications suivantes à raster:::.rasterFromGDAL (voir les commentaires plus 1 et outre 2):

# ... (unmodified initial part of function) 
# condition for rotation case 
if (gdalinfo["oblique.x"] != 0 | gdalinfo["oblique.y"] != 0) { 
    rotated <- TRUE 
    res1 <- attributes(rgdal::readGDAL(filename))$bbox # addition 1 
    if (warn) { 
    warning("\n\n This file has a rotation\n Support for such files is limited and results of data processing might be wrong.\n Proceed with caution & consider using the \"rectify\" function\n") 
    } 
    rotMat <- matrix(gdalinfo[c("res.x", "oblique.x", "oblique.y", "res.y")], 2) 
    # addition 2 below 
    if (all(res1[, "min"] < 0)) { 
    rotMat[2] <- rotMat[2] * -1 
    rotMat[3] <- rotMat[3] * -1 
    } 
    # ... (original code continues) 

J'ai testé avec le R.tif et les rotations de +45, -45, +315, +100 et -100, qui ressemblent tous à ce que je m'attendais.

En même temps, étant donné le warning dans le code, je m'attendrais à ce qu'il y ait des problèmes potentiels plus profonds avec les fichiers pivotés, donc je ne peux pas dire jusqu'où cela pourrait vous mener.