GDAL指定自定义的金字塔目录

缘起

对于一般的遥感影像文件，金字塔文件默认都是与影像文件放在同一个目录下，金字塔文件名一般与源影像文件名相同，但后缀名不同。或者金字塔内建于影像内部，但这不是这里所涉及的。
在使用ArcGIS桌面版或者Erdas遥感影像处理软件打开遥感影像文件的时候，如果影像不含(带有)金字塔，则会提示是否创建金字塔。

我们碰到这么一种情况，就是原始影像是不带金字塔的，并且所在的目录不允许修改，也就是不能将金字塔创建在其中，原始影像文件更是不允许修改，所以也不能更新内建金字塔。

解决

对于这个问题，为了加速影像的浏览，只能将金字塔建立在外部的目录，而读取的时候根据读取输出的分辨率，来确认是使用源影像读取还是使用金字塔文件读取，这都需要自己控制。
因为自己控制会将一些控制流程变复杂，所以我想让GDAL直接支持索引到这个外部的金字塔文件。

在GDAL中，金字塔称之为Overviews(概览视图)，所以与之相关的接口都带有Overview单词。

我看了GDAL的RasterIO流程相关的代码，简单的制作了如下的流程图：

GDALDefaultOverviews::OverviewScan()函数

与金字塔路径查找的关键代码在函数GDALDefaultOverviews::OverviewScan()中。

通过查看其实现代码，和被调用时候的参数（参数在GDALDefaultOverviews::Initialize函数被调用的时候确定，可以搜索poDS->oOvManager.Initialize查看，都是在对应格式的XXXDataset::Open()函数中被调用，不同格式影像调用时候传的参数可能不同），可以知道GDAL搜寻金字塔的方式与顺序。

这里不详细说这里面的流程结构了，一些判断条件也略过，只大概说一下搜索顺序（如果有内建金字塔则不会读取外部金字塔）：

• 1、.ovr后缀金字塔文件
• 2、.aux后缀金字塔文件
• 3、.rrd后缀金字塔文件（如果配置有USE_RRD=YES）
• 4、影像元数据Metadata中的OVERVIEW_FILE指定的金字塔路径

如果需要使用到自定义的金字塔文件，可以在此处修改，添加一段搜索代码,示例如下：

    if( poODS == nullptr )
    {
        osOvrFilename = MyOverviewFileSearch(pszInitName);
        poODS = GDALDataset::Open(osOvrFilename,
            GDAL_OF_RASTER | (poDS->GetAccess() == GA_Update ? GDAL_OF_UPDATE: 0));
    }

MyOverviewFileSearch是用于搜索自定义路径下金字塔的函数。

关于 GDALRasterBand::GetOverview

上面说如果有内建金字塔则不会读取外部金字塔，这个实际上是各个影像文件格式的相关代码里面自己定义的。
因为virtual GDALRasterBand* GDALRasterBand::GetOverview(int);本来就是一个虚函数，而GDAL中又基本都是依赖指针进行操作，所以实际上会调用各自的实现。

以GeoTiff格式为例，在它的Overview相关函数中就是先搜索Tiff目录内的金字塔，如果找不到才调用GDALRasterBand中对应的接口，进而访问外部金字塔文件。

例如以下代码：

/************************************************************************/
/*                          GetOverviewCount()                          */
/************************************************************************/
int GTiffRasterBand::GetOverviewCount()
{
    poGDS->ScanDirectories();
    if( poGDS->nOverviewCount > 0 )
    {
        return poGDS->nOverviewCount;
    }

    const int nOverviewCount = GDALRasterBand::GetOverviewCount();
    if( nOverviewCount > 0 )
        return nOverviewCount;

    // Implicit JPEG overviews are normally hidden, except when doing
    // IRasterIO() operations.
    if( poGDS->nJPEGOverviewVisibilityCounter )
        return poGDS->GetJPEGOverviewCount();

    return 0;
}

/************************************************************************/
/*                            GetOverview()                             */
/************************************************************************/
GDALRasterBand *GTiffRasterBand::GetOverview( int i )
{
    poGDS->ScanDirectories();
    if( poGDS->nOverviewCount > 0 )
    {
        // Do we have internal overviews?
        if( i < 0 || i >= poGDS->nOverviewCount )
            return nullptr;
        return poGDS->papoOverviewDS[i]->GetRasterBand(nBand);
    }

    GDALRasterBand* const poOvrBand = GDALRasterBand::GetOverview( i );
    if( poOvrBand != nullptr )
        return poOvrBand;

    // For consistency with GetOverviewCount(), we should also test
    // nJPEGOverviewVisibilityCounter, but it is also convenient to be able
    // to query them for testing purposes.
    if( i >= 0 && i < poGDS->GetJPEGOverviewCount() )
        return poGDS->papoJPEGOverviewDS[i]->GetRasterBand(nBand);

    return nullptr;
}

上面代码中的poGDS->ScanDirectories();语句，内部调用去遍历Tiff目录，找到TIFFTAG_SUBFILETYPE(子文件类型)字段为FILETYPE_REDUCEDIMAGE(缩小图像)的目录，然后解析出需要的金字塔信息（仅第一次调用时做，后面调用会判断bScanDeferred直接跳过）。

如果没有找到才调用基类GDALRasterBand对应的函数去访问外部金字塔。

关于构建外部金字塔等

构建也是差不多的过程，这里就简单的写一下调用过程：GDALDataset::BuildOverviews ---> GDALDataset::IBuildOverviews ---> GDALDefaultOverviews::BuildOverviews

所以设置构建外部金字塔的路径，也可以修改GDALDefaultOverviews::BuildOverviews。
同样，对于不同的影像格式，可以有自己的GDALDataset::IBuildOverviews实现，例如GeoTiff的就是GTiffDataset::IBuildOverviews，如果需要创建内建的金字塔，则做另外的实现。