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主流GIS软件栅格镶嵌性能比拼第二弹(新增 GDAL 和 ArcGIS Pro)

 GIS荟 2022-03-24

栅格镶嵌性能哪家强?

在2021年的4月闲暇时写过一篇文章叫《ArcGIS QGIS ENVI FME 四种主流栅格镶嵌工具对比》,文章就 ArcGIS、QGIS、ENVI、FME 4个软件在栅格镶嵌性能方面做个一个简单的比较,速度从快到慢分别是QGIS、FME、ArcGIS、ENVI。

尽管有了一个初步的结果,但还是有两个不足:

  • ① ArcGIS 时代包袱太重,过于陈旧,所以为了挽回 GIS 桌面领域霸主的地位,这一次的比拼中必须得带上新时代的代表:ArcGIS Pro;

  • ② 没有统一设置栅格金字塔,QGIS 在镶嵌完成后不会自动创建栅格金字塔,而 ArcGIS 会默认创建栅格金字塔,公平起见,都统一设置为不创建栅格金字塔

  • ③加上了栅格处理库 GDAL;

  • ④都需要计算栅格统计数据。

使用数据

共计82幅简单的灰度 NASA SRTM V3 栅格数据。

FME

版本:FME 2018.0

使用 RasterMosaicker 工具,处理时间仅45.9秒。使用 LZW 压缩。

QGIS

版本:QGIS Desktop 3.22.4

使用 Merge 工具,耗时2分钟整。由于勾选栅格压缩选项后会报错,所以未压缩栅格成果数据。

ArcGIS

版本:ArcGIS Desktop 10.3

使用 镶嵌至新栅格 工具,环境设置中不勾选构建金字塔,勾选计算统计数据。默认使用 LZ77 压缩。

运行两次分别用时3分7秒和3分6秒。平均下来3分6.5秒。

ArcGIS Pro

版本:ArcGIS Pro 2.8.3版本。

同样使用 镶嵌至新栅格 工具,环境设置中不勾选构建金字塔,勾选计算统计数据。

使用 LZ77 无损压缩。

不愧是64位的 ArcGIS,仅耗时2分22秒。

ENVI

版本:ENVI5.3 版本64位。

使用 Seamless Mosaic 工具完成栅格数据的镶嵌。

果然不出所料,这次依然是最拉垮的,手机秒表计算,花费12分42秒,可能不准,所以姑且算10分钟吧(好歹大学也是学着你毕业的 (°ー°〃))。

GDAL

GDAL版本:3.4.0

conda版本:4.10.3

计算耗时2分16秒,未使用压缩。

# -*- coding:utf-8 -*-
from osgeo import gdal
import os, glob
# G:\MoveOn\MyBlogPy3\AboutGDAL\mosaicRaster_gdal.py
raster_folder = r"E:\MyD\BaiduNetdiskWorkspace\3_RasterData\SRTM30-90\chengdu\TIF"
raster = glob.glob(os.path.join(raster_folder, "*.tif"))
raster_str = " ".join(raster)
print(raster_str)
command = "gdal_merge.py -o /Users/olearyd/Git/data/TEAK_Aspect_Tiles/" \
          "TEAK_Aspect_Mosaic.tif -of gtiff " + raster_str
print(os.popen(command).read())

总结

这次的结果很有趣,在使用较大的数据量以及规范了部分变量后,测试结果完全发生了变化。

另外最后的结果还要根据生成的栅格数据的大小进一步评估,毕竟无损压缩最后的成果栅格也要耗费时间的,而压缩后的栅格数据一般都会减少一半以上的体积,对于大容量的数据存储非常有用。

简单乱写了一个评价指数,最后生成的栅格数据大小乘以50再加上耗时,就得到了一个综合指数(见下图,指数越低表示评价越高)。

在较大数据量的测试下,FME的真正威力得到的显现,毫无意外的王者;

而争议较大的就是 QGIS 和 ArcGIS,但是由于 QGIS 生成的栅格实在太大了,并且在我的测试下,它压缩栅格数据的速度也不快。所以最后评价低于 ArcGIS;

而 ArcGIS Pro 在64位的加持下,速度也是情理之中。

GDAL 与 QGIS 相差无几,毕竟 QGIS 就是调用的 GDAL 接口;

ENVI 还是一如既往的慢,毕竟……。

主观因素较大,仅供参考哈。反正 FME 第一名这是没有疑问的。

指数越低,评价越高
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