GDAL 2.X升级3.X需要注意的问题总结

1 引言

最近终于将使用的GDAL 2.X升级到成了3.X版本，总结一下遇到的各种问题。

2 详论

2.1 数据路径

GDAL 3.X以后深度依赖PROJ库，以前只是可选构建项，现在已经是必须构建项了。最直接的体现是如果涉及到空间参考相关的内容时，除了要配置GDAL_DATA环境变量，还必须配置PROJ_DATA环境变量。GDAL_DATA和PROJ_DATA分别是GDAL和PROJ库的数据，里面存储了一些空间参考相关的参数，因此一般在使用GDAL之前，需要配置一下相关的路径：

string gdalDir = shareDataDir + string("/gdal");
CPLSetConfigOption("GDAL_DATA", gdalDir.c_str());

std::string projDir = shareDataDir + string("/proj");
CPLSetConfigOption("PROJ_DATA", projDir.c_str());

这些数据一般在构建的时候会安装到指定的目录的share文件夹内，如下图所示：

注意以下几点：

1. 经过笔者的测试，一般设置PROJ_DATA目录就可以了。但是有的资料显示还必须继续设置GDAL_DATA目录。因为GDAL_DATA目录中可能保存的不仅仅是空间参考信息，可能保存了很多GIS相关的数据。
2. 另外，很多资料推荐直接设置操作系统的环境变量。这样做不是不行，前提是与操作系统的其他GDAL环境不冲突。如果你安装过QGIS或者PostGIS等环境就知道，这些程序也会在操作系统中设置GDAL_DATA、PROJ_DATA环境变量，那么就只能像笔者这样在程序中配置。
3. 在PROJ 9.1版本以前，PROJ数据的环境变量名为PROJ_LIB；在后续版本中优先使用PROJ_DATA，PROJ_LIB还会使用一段时间，但是最好替换成PROJ_DATA，避免后续的版本废弃。

2.2 坐标顺序

GDAL升级到3.X后另外一个问题就是坐标顺序的问题。例如如果要进行空间参考坐标转换：

// CGCS2000
gcs.importFromEPSG(4326);

// Tm投影
pcs.importFromEPSG(3857);

OGRCoordinateTransformation* lonLat2XY =
    OGRCreateCoordinateTransformation(&gcs, &pcs);
OGRCoordinateTransformation* xy2LonLat =
    OGRCreateCoordinateTransformation(&pcs, &gcs);
if (!lonLat2XY || !xy2LonLat) {
return 1;
}

double x = 113.6;
double y = 38.8;
printf("经纬度坐标：%.9lf\t%.9lf\n", x, y);
if (!lonLat2XY->Transform(1, &x, &y)) {
return 1;
}
printf("平面坐标：%.9lf\t%.9lf\n", x, y);

if (!xy2LonLat->Transform(1, &x, &y)) {
return 1;
}
printf("再次转换回的经纬度坐标：%.9lf\t%.9lf\n", x, y);

OGRCoordinateTransformation::DestroyCT(lonLat2XY);
lonLat2XY = nullptr;
OGRCoordinateTransformation::DestroyCT(xy2LonLat);
xy2LonLat = nullptr;

这段代码在3.X的结果就不正确。原因是GDAL 3.X更换了坐标轴的顺序，认为y在前，x在后才是更加专业的坐标表达。不过这样就破坏了向后兼容性。解决方案是给空间参考设置轴策略为传统顺序^[1]：

// CGCS2000
gcs.importFromEPSG(4326);

// Tm投影
pcs.importFromEPSG(3857);

gcs.SetAxisMappingStrategy(OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER);
pcs.SetAxisMappingStrategy(OAMS_TRADITIONAL_GIS_ORDER);

//...

想这样一个一个坐标参考修改很麻烦，另一个更加合适的办法是设置全局的坐标轴策略为传统顺序^[2]：

// 设置全局坐标顺序为传统GIS顺序（经度,纬度）
CPLSetConfigOption("OGR_CT_FORCE_TRADITIONAL_GIS_ORDER", "YES");

3 总结

最好的办法就是在程序的最开始阶段执行一个初始化函数：

void Init(const char *shareDataDir) { 

  GDALAllRegister();  //注册所有的格式
  CPLSetConfigOption("SHAPE_ENCODING", "");  //解决中文乱码问题

  string gdalDir = shareDataDir + string("/gdal");
  CPLSetConfigOption("GDAL_DATA", gdalDir.c_str());

  std::string projDir = shareDataDir + string("/proj");
  CPLSetConfigOption("PROJ_DATA", projDir.c_str());

  // 设置全局坐标顺序为传统GIS顺序（经度,纬度）
  CPLSetConfigOption("OGR_CT_FORCE_TRADITIONAL_GIS_ORDER", "YES");
}

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1. GDAL 3.0 Coordinate transformation (backwards compatibility (?)) ︎

2. Problem with GDAL >= 3.0 ︎