前言

• 介紹柵格圖層數據渲染之單波段灰度顯示
• 說明：文章中的示例代碼均來自開源項目qgis_cpp_api_apps

單波段灰度

• 以“3420C_2010_327_RGB_LATLNG.tif”數據為例，在QGis中加載默認顯示如下圖
  

QGis設置為單波段灰度

• 在圖層屬性的“Symbology”選項卡中選擇“Render type”為“Singleband gray”，如圖所示
  
• 在“Gray band”中選擇需要渲染的波段；在“Color gradient”中選擇漸變方向，包括從黑色到白色（Black to white）和從白色到黑色（White to Black）兩種方式。
• 在“Contrast enhancement”中選擇對比度增強方法，包括無增強（No enhancement）、拉伸到最小值和最大值之間的范圍（Stretch to MinMax）、拉伸并裁剪到最小值和最大值之間的范圍（Stretch and clip to MinMax）、裁剪到最小值和最大值之間的范圍（Clip to MinMax）。經過裁剪后，超出范圍的像元將不顯示在地圖畫布上；反之，則顯示為黑色或白色。
• 在“Min”和“Max”中輸入漸變區域的最小值和最大值，或者通過“Min / Max ValueSettings”中的四個選項進行自動設置。
  • User defined：用戶自定義最大值和最小值。
  • Cumulative count Cut：按照數值從小到大排列，僅保留一定百分比內的數值，去除可能存在的異常值。
  • Min / max：設置為波段內數值的最小值或最大值。
  • Mean +/- standard deviation：取平均值左右兩側一個標準差范圍內的數值，以及μ- σ與μ+σ之間的數值（μ表示平均值，σ表示標準差）。
  • 在“Statistics extent”中選擇上述設置的統計范圍，包括整個影像（Whole raster）、當前范圍（Current canvas）和隨范圍變化（Updated canvas）。隨范圍變化指當用戶改變地圖范圍時，柵格數據渲染的最大值和最小值也隨之變化。
  • 在“Accuracy”中選擇最大值和最小值的計算精度，包括估計（較快）[Estimate (faster)]和精確（較慢）[Actual (slower)]兩種。
• “Layer Rendering”選項區域設置顯示效果，包括混合模式（Blending mode）、亮度（Brightness）、對比度（Contrast）、飽和度（Saturation）、灰階（Grayscale）等。
• 在“Resampling”選項區域可以設置顯示效果的重采樣方法，包括上采樣（放大地圖時插值數據）和下采樣（縮小地圖時抽取數據）兩種。上采樣（Zoom in）包括最鄰近法（Nearest neighbour）、雙線性法（Bilinear）和三次立方法（Cubic）；下采樣（Zoom out）包括最鄰近法（Nearest neighbour）和平均值法（Average）。另外，還可以在“Oversampling”中選擇過采樣系數（默認為2，使用最鄰近法時無效）。通常，默認的最鄰近法渲染速度最快，但是使用雙線性法（Bilinear）和三次立方法（Cubic）時渲染效果更好。
• 屬性設置完成后，圖層渲染效果如下圖
  

二次開發代碼實現單波段灰度

• 類QgsSingleBandGrayRenderer是單波段灰度渲染器,詳情見文檔，類圖如下
  
• 其構造函數有兩個參數：QgsSingleBandGrayRenderer( QgsRasterInterface *input, int grayBand );，分別傳入dataProvider和波段序號，代碼如下

    const int grayBand = 1;QgsSingleBandGrayRenderer *renderer = new QgsSingleBandGrayRenderer( layer->dataProvider(), grayBand );

• 調用類的成員函數setters，如void setGradient( Gradient gradient )設置參數，代碼如下

    renderer->setGradient(QgsSingleBandGrayRenderer::BlackToWhite);//QgsContrastEnhancement *ce = new QgsContrastEnhancement( ( Qgis::DataType )(layer->dataProvider()->dataType( grayBand ) ) );ce->setContrastEnhancementAlgorithm(QgsContrastEnhancement::StretchToMinimumMaximum);ce->setMinimumValue(-1);ce->setMaximumValue(2630);renderer->setContrastEnhancement(ce);QgsRasterMinMaxOrigin mmOrigin = renderer->minMaxOrigin();renderer->setMinMaxOrigin(mmOrigin);//QgsRasterLayer中有Layer Rendering和Resampling中的相應設置

• 最后設置圖層的渲染器即可
• 完整測試代碼如下

void MainWindow::rasterSinglebandGraySlot()
{//添加測試圖層QgsRasterLayer *layer = addTestRaster("maps/raster/3420C_2010_327_RGB_LATLNG.tif");//const int grayBand = 1;QgsSingleBandGrayRenderer *renderer = new QgsSingleBandGrayRenderer( layer->dataProvider(), grayBand );renderer->setGradient(QgsSingleBandGrayRenderer::BlackToWhite);//QgsContrastEnhancement *ce = new QgsContrastEnhancement( ( Qgis::DataType )(layer->dataProvider()->dataType( grayBand ) ) );ce->setContrastEnhancementAlgorithm(QgsContrastEnhancement::StretchToMinimumMaximum);ce->setMinimumValue(-1);ce->setMaximumValue(2630);renderer->setContrastEnhancement(ce);QgsRasterMinMaxOrigin mmOrigin = renderer->minMaxOrigin();renderer->setMinMaxOrigin(mmOrigin);//QgsRasterLayer中有Layer Rendering和Resampling中的相應設置layer->setRenderer(renderer);
}

• 測試效果如下
  
  

總結

• 介紹了柵格圖層單波段灰度渲染的使用