تأتي استجابة طبقات البيانات في ملف GeoTIFF. يمكنك استخدام أدواتك الخاصة للحصول على البيانات التي تهتم بها. على سبيل المثال، تخيل أن لديك صورة GeoTIFF تعرض قيم درجة الحرارة عبر منطقة ما. باستخدام TypeScript، يمكنك تعيين درجات حرارة منخفضة للألوان الزرقاء ودرجات حرارة عالية باللون الأحمر لإنشاء صورة ملوّنة يمكن فهمها على الفور لتصور أنماط درجات الحرارة.
صُممت تعليمة TypeScript هذه لأخذ ملفات صور خاصة تسمى GeoTIFF وعرضها على موقع ويب باستخدام لوحة HTML (مثل إطار صورة رقمي). يستخدم الرمز المكونات التالية:
- صور GeoTIFF: يمكن أن تخزّن GeoTIFF طبقات متعددة من بيانات الصور، ما يجعلها مفيدة للخرائط أو التحليل العلمي.
- الصور بنموذج أحمر أخضر أزرق: هذه هي أنواع الصور التي نعرفها أكثر (مثل الصور). يحتوي كل بكسل على قيم حمراء وأخضر وأزرق تحدد اللون.
- لوحات الألوان: تشبه لوحات الألوان. تحتوي على قائمة بالألوان المحددة مسبقًا التي يمكن استخدامها لتلوين الصور.
توضّح هذه الصفحة كيفية الحصول على قيم بيانات وحدات البكسل (المعلومات المخزنة في وحدات البكسل الفردية للصورة الرقمية، بما في ذلك قيم الألوان والسمات الأخرى)، كما تحتسب خط العرض وخط الطول من GeoTIFF وتخزنه في كائن TypeScript.
يوضح مقتطف الرمز التالي تعريف النوع حيث نخزّن بيانات الاهتمام في هذا المثال. الحقول ونوع البيانات هو "type" في TypeScript. بالنسبة لهذا المثال المحدد، اخترنا السماح بفحص النوع وتقليل أخطاء النوع وإضافة موثوقية إلى التعليمات البرمجية، ما يسهّل عملية صيانتها. حدد نوعًا لتخزين تلك البيانات من أجل عرض قيم متعددة مثل قيم البكسل ومربع حدود "خط العرض/الطول".
export interface GeoTiff {
width: number;
height: number;
rasters: Array<number>[];
bounds: Bounds;
}
الدوال الأساسية
تؤدي التعليمة البرمجية إلى عدة دوال تعمل معًا:
renderRGB: يتم التقاط صورة GeoTIFF بنموذج RGB (أحمر أخضر أزرق) اختياريًا، وإنشاء قناع (للشفافية) وإنشاء عنصر لوحة رسم للموقع الإلكتروني وتكرار كل بكسل من عناصر GeoTIFF وتلوين البكسل المقابل على اللوحة.renderPalette: يتم استخدام GeoTIFF بطبقة واحدة من البيانات ولوحة ألوان، ثم ربط قيم بيانات GeoTIFF بالألوان في اللوحة، وإنشاء صورة جديدة بنموذج أحمر أخضر أزرق باستخدام ألوان لوحة الألوان، وطلبrenderRGBلعرض الصورة على اللوحة.
/**
* 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;
}
الوظائف المساعدة
تشتمل التعليمات البرمجية أيضًا على العديد من الدوال المساعدة التي تتيح وظائف إضافية، وهي:
createPalette: ينشئ قائمة بالألوان التي سيتم استخدامها لتلوين الصور استنادًا إلى قائمة رموز الألوان السداسية العشرية.colorToRGB: تحوِّل هذه الدالة رمز لون مثل "#FF00FF" إلى مكوّناته الأحمر والأخضر والأزرق.normalize،lerp،clamp: دوال المساعدة الحسابية لمعالجة الصور.
/**
* 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);
}