Veri katmanları yanıtı bir GeoTIFF dosyası içinde gelir. İlgilendiğiniz verilere ulaşmak için kendi araçlarınızı kullanabilirsiniz. Örneğin, bir bölgedeki sıcaklık değerlerini gösteren bir GeoTIFF resminiz olduğunu düşünelim. TypeScript'i kullanarak düşük sıcaklıkları mavi renklerle, yüksek sıcaklıkları ise kırmızıyla eşleştirerek sıcaklık kalıplarının görselleştirilmesinde hemen anlaşılabilecek renkli bir resim oluşturabilirsiniz.
Bu TypeScript kodu, GeoTIFF adı verilen özel resim dosyalarını almak ve bunları, HTML tuvali (dijital resim çerçevesi gibi) kullanan bir web sitesinde görüntülemek üzere tasarlanmıştır. Kod aşağıdaki bileşenleri kullanır:
- GeoTIFF görüntüleri: GeoTIFF'ler, birden fazla görüntü verisi katmanını depolayarak bunları haritalar veya bilimsel analiz için yararlı hale getirebilir.
- RGB Görseller: Bunlar en çok alışık olduğumuz resim türleridir (fotoğraflar gibi). Her pikselde, rengi belirleyen kırmızı, yeşil ve mavi değerler bulunur.
- Paletler: Bunlar boya setleri gibidir. Resimleri renklendirmek için kullanılabilecek önceden tanımlanmış renklerin bir listesini içerirler.
Bu sayfada piksel veri değerlerinin (renk değerleri ve diğer özellikler dahil, bir dijital resmin ayrı piksellerinde depolanan bilgiler) nasıl alınacağı ve GeoTIFF'ten enlem ve boylamın nasıl hesaplanıp bir TypeScript nesnesinde depolanacağı gösterilmektedir.
Aşağıdaki kod snippet'i, bu örnekte ilgilenilen verileri depoladığımız tür tanımını göstermektedir. Alanlar ve veri türü, TypeScript'te bir "type"dır. Bu özel örnekte, tür kontrolüne izin vermeyi, tür hatalarını azaltmayı ve kodunuza güvenilirlik ekleyerek bakımını daha kolay hale getirmeyi seçtik. Piksel değerleri ve enlem/boylam sınırlama kutusu gibi birden fazla değer döndürülmesi için ilgili verilerin depolanacağı bir tür tanımlayın.
export interface GeoTiff {
width: number;
height: number;
rasters: Array<number>[];
bounds: Bounds;
}
Temel işlevler
Bu kodun birlikte çalışan birkaç işlevi vardır:
renderRGB: Bir RGB GeoTIFF resmi alır ve isteğe bağlı olarak bir maske (şeffaflık için) oluşturur, bir web sitesi tuval öğesi oluşturur, GeoTIFF'in her bir pikselini döngüye alır ve zeminde karşılık gelen pikseli renklendirir.renderPalette: Tek bir veri katmanı ve bir renk paleti içeren bir GeoTIFF alır, GeoTIFF veri değerlerini paletteki renklerle eşler, palet renklerini kullanarak yeni bir RGB resmi oluşturur ve resmi kanvasta görüntülemek içinrenderRGByöntemini çağırır.
/**
* 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;
}
Yardımcı İşlevler
Kod, ek işlevler sağlayan çeşitli yardımcı işlevler de içerir:
createPalette: Onaltılık renk kodları listesini temel alarak, resimleri renklendirmek için kullanılacak renklerin listesini oluşturur.colorToRGB: "#FF00FF" gibi bir renk kodunu kırmızı, yeşil ve mavi bileşenlerine dönüştürür.normalize,lerp,clamp: Resim işleme için matematiksel yardımcı işlevler.
/**
* 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);
}