데이터 영역 응답은 GeoTIFF 파일로 제공됩니다. 자체 도구를 사용하여 관심 있는 데이터를 가져올 수 있습니다. 예를 들어 지역의 온도 값을 보여주는 GeoTIFF 이미지가 있다고 가정해 보겠습니다. TypeScript를 사용하면 저온을 파란색에, 고온을 빨간색에 매핑하여 온도 패턴을 시각화하는 데 즉시 이해할 수 있는 다채로운 이미지를 만들 수 있습니다.
이 TypeScript 코드는 GeoTIFF라는 특수한 이미지 파일을 가져와 HTML 캔버스 (예: 디지털 사진 액자)를 사용하여 웹사이트에 표시하도록 설계되었습니다. 이 코드는 다음 구성요소를 사용합니다.
- GeoTIFF 이미지: GeoTIFF는 여러 이미지 데이터 레이어를 저장할 수 있으므로 지도나 과학적 분석에 유용합니다.
- RGB 이미지: 사진과 같이 가장 익숙한 이미지 유형입니다. 모든 픽셀에는 색상을 결정하는 빨간색, 녹색, 파란색 값이 있습니다.
- 팔레트: 페인트 세트와 같습니다. 여기에는 이미지에 색상을 지정하는 데 사용할 수 있는 사전 정의된 색상 목록이 포함되어 있습니다.
이 페이지에서는 픽셀 데이터 값 (디지털 이미지의 개별 픽셀에 저장된 정보로 색상 값 및 기타 속성을 포함함)을 가져오고 GeoTIFF에서 위도와 경도를 계산하여 TypeScript 객체에 저장하는 방법을 보여줍니다.
다음 코드 스니펫은 이 예에서 관심 데이터를 저장하는 유형 정의입니다. 데이터의 필드 및 유형은 TypeScript에서 '유형'입니다. 이 특정 예에서는 유형 검사를 허용하여 유형 오류를 줄이고 코드의 안정성을 추가하여 유지관리를 쉽게 했습니다. 픽셀 값 및 경도/위도 경계 상자와 같은 여러 값을 반환하기 위해 해당 데이터를 저장할 유형을 정의합니다.
export interface GeoTiff {
width: number;
height: number;
rasters: Array<number>[];
bounds: Bounds;
}
핵심 기능
이 코드에는 함께 작동하는 여러 함수가 있습니다.
renderRGB: RGB GeoTIFF 이미지와 선택적으로 마스크 (투명성용)를 사용하여 웹사이트 캔버스 요소를 만들고 GeoTIFF의 각 픽셀을 루프한 후 캔버스에서 해당 픽셀의 색상을 지정합니다.renderPalette: 단일 데이터 영역과 색상 팔레트가 있는 GeoTIFF를 가져와 GeoTIFF 데이터 값을 팔레트의 색상에 매핑하고, 팔레트 색상을 사용하여 새 RGB 이미지를 만들고,renderRGB를 호출하여 캔버스에 이미지를 표시합니다.
/**
* Renders an RGB GeoTiff image into an HTML canvas.
*
* The GeoTiff image must include 3 rasters (bands) which
* correspond to [Red, Green, Blue] in that order.
*
* @param {GeoTiff} rgb GeoTiff with RGB values of the image.
* @param {GeoTiff} mask Optional mask for transparency, defaults to opaque.
* @return {HTMLCanvasElement} Canvas element with the rendered image.
*/
export function renderRGB(rgb: GeoTiff, mask?: GeoTiff): HTMLCanvasElement {
// Create an HTML canvas to draw the image.
// https://www.w3schools.com/tags/canvas_createimagedata.asp
const canvas = document.createElement('canvas');
// Set the canvas size to the mask size if it's available,
// otherwise set it to the RGB data layer size.
canvas.width = mask ? mask.width : rgb.width;
canvas.height = mask ? mask.height : rgb.height;
// Since the mask size can be different than the RGB data layer size,
// we calculate the "delta" between the RGB layer size and the canvas/mask
// size. For example, if the RGB layer size is the same as the canvas size,
// the delta is 1. If the RGB layer size is smaller than the canvas size,
// the delta would be greater than 1.
// This is used to translate the index from the canvas to the RGB layer.
const dw = rgb.width / canvas.width;
const dh = rgb.height / canvas.height;
// Get the canvas image data buffer.
const ctx = canvas.getContext('2d')!;
const img = ctx.getImageData(0, 0, canvas.width, canvas.height);
// Fill in every pixel in the canvas with the corresponding RGB layer value.
// Since Javascript doesn't support multidimensional arrays or tensors,
// everything is stored in flat arrays and we have to keep track of the
// indices for each row and column ourselves.
for (let y = 0; y < canvas.height; y++) {
for (let x = 0; x < canvas.width; x++) {
// RGB index keeps track of the RGB layer position.
// This is multiplied by the deltas since it might be a different
// size than the image size.
const rgbIdx = Math.floor(y * dh) * rgb.width + Math.floor(x * dw);
// Mask index keeps track of the mask layer position.
const maskIdx = y * canvas.width + x;
// Image index keeps track of the canvas image position.
// HTML canvas expects a flat array with consecutive RGBA values.
// Each value in the image buffer must be between 0 and 255.
// The Alpha value is the transparency of that pixel,
// if a mask was not provided, we default to 255 which is opaque.
const imgIdx = y * canvas.width * 4 + x * 4;
img.data[imgIdx + 0] = rgb.rasters[0][rgbIdx]; // Red
img.data[imgIdx + 1] = rgb.rasters[1][rgbIdx]; // Green
img.data[imgIdx + 2] = rgb.rasters[2][rgbIdx]; // Blue
img.data[imgIdx + 3] = mask // Alpha
? mask.rasters[0][maskIdx] * 255
: 255;
}
}
// Draw the image data buffer into the canvas context.
ctx.putImageData(img, 0, 0);
return canvas;
}
도우미 함수
이 코드에는 추가 기능을 사용 설정하는 여러 도우미 함수도 포함되어 있습니다.
createPalette: 16진수 색상 코드 목록을 기반으로 이미지에 색상을 지정하는 데 사용할 색상 목록을 만듭니다.colorToRGB: '#FF00FF'와 같은 색상 코드를 빨간색, 녹색, 파란색 구성요소로 변환합니다.normalize,lerp,clamp: 이미지 처리를 위한 수학 보조 함수입니다.
/**
* Renders a single value GeoTiff image into an HTML canvas.
*
* The GeoTiff image must include 1 raster (band) which contains
* the values we want to display.
*
* @param {GeoTiff} data GeoTiff with the values of interest.
* @param {GeoTiff} mask Optional mask for transparency, defaults to opaque.
* @param {string[]} colors Hex color palette, defaults to ['000000', 'ffffff'].
* @param {number} min Minimum value of the data range, defaults to 0.
* @param {number} max Maximum value of the data range, defaults to 1.
* @param {number} index Raster index for the data, defaults to 0.
* @return {HTMLCanvasElement} Canvas element with the rendered image.
*/
export function renderPalette({
data,
mask,
colors,
min,
max,
index,
}: {
data: GeoTiff;
mask?: GeoTiff;
colors?: string[];
min?: number;
max?: number;
index?: number;
}): HTMLCanvasElement {
// First create a palette from a list of hex colors.
const palette = createPalette(colors ?? ['000000', 'ffffff']);
// Normalize each value of our raster/band of interest into indices,
// such that they always map into a value within the palette.
const indices = data.rasters[index ?? 0]
.map((x) => normalize(x, max ?? 1, min ?? 0))
.map((x) => Math.round(x * (palette.length - 1)));
return renderRGB(
{
...data,
// Map each index into the corresponding RGB values.
rasters: [
indices.map((i: number) => palette[i].r),
indices.map((i: number) => palette[i].g),
indices.map((i: number) => palette[i].b),
],
},
mask,
);
}
/**
* Creates an {r, g, b} color palette from a hex list of colors.
*
* Each {r, g, b} value is a number between 0 and 255.
* The created palette is always of size 256, regardless of the number of
* hex colors passed in. Inbetween values are interpolated.
*
* @param {string[]} hexColors List of hex colors for the palette.
* @return {{r, g, b}[]} RGB values for the color palette.
*/
export function createPalette(hexColors: string[]): { r: number; g: number; b: number }[] {
// Map each hex color into an RGB value.
const rgb = hexColors.map(colorToRGB);
// Create a palette with 256 colors derived from our rgb colors.
const size = 256;
const step = (rgb.length - 1) / (size - 1);
return Array(size)
.fill(0)
.map((_, i) => {
// Get the lower and upper indices for each color.
const index = i * step;
const lower = Math.floor(index);
const upper = Math.ceil(index);
// Interpolate between the colors to get the shades.
return {
r: lerp(rgb[lower].r, rgb[upper].r, index - lower),
g: lerp(rgb[lower].g, rgb[upper].g, index - lower),
b: lerp(rgb[lower].b, rgb[upper].b, index - lower),
};
});
}
/**
* Convert a hex color into an {r, g, b} color.
*
* @param {string} color Hex color like 0099FF or #0099FF.
* @return {{r, g, b}} RGB values for that color.
*/
export function colorToRGB(color: string): { r: number; g: number; b: number } {
const hex = color.startsWith('#') ? color.slice(1) : color;
return {
r: parseInt(hex.substring(0, 2), 16),
g: parseInt(hex.substring(2, 4), 16),
b: parseInt(hex.substring(4, 6), 16),
};
}
/**
* Normalizes a number to a given data range.
*
* @param {number} x Value of interest.
* @param {number} max Maximum value in data range, defaults to 1.
* @param {number} min Minimum value in data range, defaults to 0.
* @return {number} Normalized value.
*/
export function normalize(x: number, max: number = 1, min: number = 0): number {
const y = (x - min) / (max - min);
return clamp(y, 0, 1);
}
/**
* Calculates the linear interpolation for a value within a range.
*
* @param {number} x Lower value in the range, when `t` is 0.
* @param {number} y Upper value in the range, when `t` is 1.
* @param {number} t "Time" between 0 and 1.
* @return {number} Inbetween value for that "time".
*/
export function lerp(x: number, y: number, t: number): number {
return x + t * (y - x);
}
/**
* Clamps a value to always be within a range.
*
* @param {number} x Value to clamp.
* @param {number} min Minimum value in the range.
* @param {number} max Maximum value in the range.
* @return {number} Clamped value.
*/
export function clamp(x: number, min: number, max: number): number {
return Math.min(Math.max(x, min), max);
}