TypeScript में डेटा लेयर विज़ुअलाइज़ करें

डेटा लेयर रिस्पॉन्स GeoTIFF फ़ाइल. अपनी आवाज़ का इस्तेमाल करें टूलिंग की मदद से अपने काम का डेटा पाएं. उदाहरण के लिए, मान लें कि आपके पास GeoTIFF इमेज, जिसमें इलाके के तापमान की वैल्यू दिखाई गई हैं. TypeScript का इस्तेमाल करके, आप जिससे कम तापमान को नीले रंगों और ज़्यादा तापमान को लाल पर मैप किया जा सकता है. इससे रंग-बिरंगी इमेज, जिससे तापमान को तुरंत समझा जा सके पैटर्न.

यह TypeScript कोड को खास इमेज फ़ाइलें लेने के लिए डिज़ाइन किया गया है. इन फ़ाइलों को GeoTIFFs और उन्हें एचटीएमएल कैनवस (जैसे कि डिजिटल पिक्चर फ़्रेम) का इस्तेमाल करके किसी वेबसाइट पर दिखा सकती हैं. यह कोड इन कॉम्पोनेंट का इस्तेमाल करता है:

  • GeoTIFF इमेज: GeoTIFF, इमेज के डेटा की कई लेयर सेव कर सकता है. ताकि वे मैप या वैज्ञानिक विश्लेषण के लिए काम आ सकें.
  • आरजीबी इमेज: इन इमेज के बारे में हमें सबसे ज़्यादा जानकारी है (जैसे फ़ोटो). हर पिक्सल की वैल्यू लाल, हरे, और नीले रंग की होती है. इससे यह तय होता है कि रंग.
  • पैलेट: ये पेंट सेट की तरह होते हैं. उनमें पहले से तय रंग, जिनका इस्तेमाल इमेज में रंग भरने के लिए किया जा सकता है.

यह पेज, पिक्सल डेटा वैल्यू (Google में स्टोर की गई एक डिजिटल इमेज के अलग-अलग पिक्सल, जिनमें रंग की वैल्यू और दूसरी चीज़ें शामिल हैं एट्रिब्यूट) के आधार पर और GeoTIFF से अक्षांश और देशांतर की गणना करता है और इसे TypeScript ऑब्जेक्ट में सेव करता है.

नीचे दिया गया कोड स्निपेट उस टाइप की परिभाषा दिखाता है जहां हम दिलचस्पी है. डेटा का टाइप और फ़ील्ड "type" TypeScript में. इस उदाहरण के लिए, हमने टाइप चेकिंग, टाइप की गड़बड़ियों को कम करती है और कोड को भरोसेमंद बनाती है. इससे, बनाए रखें. एक से ज़्यादा वैल्यू देने के लिए, डेटा को स्टोर करने के लिए उसका टाइप तय करें जैसे कि पिक्सल वैल्यू और अक्षांश/देशांतर बाउंडिंग बॉक्स.

export interface GeoTiff {
  width: number;
  height: number;
  rasters: Array<number>[];
  bounds: Bounds;
}

मुख्य फ़ंक्शन

कोड में ऐसे कई फ़ंक्शन होते हैं जो एक साथ काम करते हैं:

  • renderRGB: एक RGB GeoTIFF इमेज और वैकल्पिक रूप से एक मास्क लेता है (इसके लिए पारदर्शिता), वेबसाइट कैनवस एलिमेंट बनाता है, तो GeoTIFF और कैनवस पर उनसे जुड़े पिक्सल में रंग भर देता है.
  • renderPalette: डेटा की एक लेयर और रंग वाला GeoTIFF लेता है यह पैलेट, GeoTIFF डेटा की वैल्यू को पैलेट में मौजूद रंगों के साथ मैप करता है, पैलेट के रंगों का इस्तेमाल करके नई RGB इमेज बनाई और दिखाने के लिए renderRGB को कॉल किया कैनवस पर दी गई इमेज चुनें.

/**
 * 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;
}

हेल्पर फ़ंक्शन

इस कोड में ऐसे कई हेल्पर फ़ंक्शन शामिल होते हैं जो अतिरिक्त मुख्य फ़ंक्शन:

  • createPalette: यह इमेज में रंग भरने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले रंगों की सूची बनाता है जिसमें हेक्साडेसिमल कलर कोड की सूची आधारित होती है.
  • colorToRGB: यह "#FF00FF" जैसे रंग कोड को बदलता है अपने लाल, हरे, और नीले रंग के कॉम्पोनेंट.
  • normalize, lerp, clamp: इमेज के लिए मैथमैटिकल हेल्पर फ़ंक्शन प्रोसेस चल रही है.

/**
 * 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);
}