PostGIS实现栅格数据入库【raster2pgsql】

raster2pgsql使用与最佳实践

一、工具概述

raster2pgsql是PostGIS提供的命令行工具，用于将GDAL支持的栅格格式（如GeoTIFF、JPEG、PNG等）导入PostgreSQL数据库，支持批量加载、分块切片、创建空间索引及金字塔概览，是栅格数据入库的核心工具。

二、核心功能与典型用法

1. 基础导入流程

# 首先将GeoTIFF文件导入指定表，生成100x100像素的切片，写入evel.sql文件
raster2pgsql -s 4326 -I -C -M -F -t 100x100 *.tif public.dem_elevation > elev.sql 

# 然后执行该文件入库
# -d 连接数据库
# -f 读取执行该sql文件
psql -d gisdb -f elev.sql

参数说明

-s 4326：指定栅格SRID为WGS84（EPSG:4326）
-I：创建空间索引（GiST 索引），加速空间查询
-C：应用栅格约束（如 SRID、像素尺寸校验），确保数据正确注册raster_columns系统视图
-M：导入后执行VACUUM ANALYZE优化表性能
-F：添加filename列记录原始文件名
-t 100×100：将每个栅格切割为 100×100 像素的瓦片，分多行存储

2. 管道流式导入

无需中间文件，生成的SQL直接导入数据库:

raster2pgsql -s 4326 -I -C -M *.tif -F -t 100x100 public.dem_elevation | psql -d gisdb

优势：直接通过管道传输数据到数据库，节省磁盘空间，适合大规模数据导入

3. 导入时创建金字塔概览（Overviews）

raster2pgsql -l 2,4 -s 26986 -t 256x256 -F aerial_tiles/*.tif public.aerials | psql -d gisdb

参数说明

-l 2,4 生成2倍和4倍分辨率的概览表（生成的表名如o_2_public.aerials），用于快速预览和缩放

三、关键参数解析

1. 数据模式控制

-c（默认）：创建新表并导入数据
-a：追加数据到现有表（需表结构一致）
-d：删除现有表后重新创建并导入
-p：仅创建表结构，不导入数据（用于预定义表）

2. 栅格处理参数

分块切片：

-t WIDTH x HEIGHT：指定切片尺寸（如256×256），auto自动计算最佳切片大小
-P：填充最后一行/列切片，确保所有切片尺寸一致（避免边缘不完整）

波段选择：

-b 1,3：仅导入第1和第3波段（默认导入所有波段）

无数据值：

-N 0：为无NoData值的波段设置默认值（如0）

3. 数据库优化参数

-Y [max_rows_per_copy]：使用COPY语句批量插入（比INSERT快 10-100 倍），max_rows_per_copy指定每次批量提交的行数（默认 50）
-e：禁用事务，逐行提交（适合大文件分阶段查看数据，但故障恢复能力弱）
-T tablespace：为新表指定表空间，注意，索引（包括主键）仍将使用默认表空间，除非也使用了-X选项参数
-X tablespace：为表的新索引指定表空间，如果使用了-I选项，则适用于主键和空间索引

4. 格式与兼容性

-G：查看支持的栅格格式（依赖GDAL库，如GeoTIFF、Erdas IMG、JPEG等）
-R，–register：将栅格注册为文件系统，即out-db栅格，只有栅格的元数据和栅格的路径位置存储在数据库中，不存储像素（适用于超大型文件）

四、进阶用法与最佳实践

1. 处理非对齐栅格

若输入栅格未对齐（如像素尺寸、SRID 不一致），需先预处理：

# 使用gdalwarp工具，首先将输入栅格坐标转换为26986，并设置像素尺寸为1米
# -t_srs 设置目标栅格坐标
# -tr 设置输出文件分辨率
gdalwarp -t_srs EPSG:26986 -tr 1 1 input_raster.tif aligned_raster.tif

# 然后将对齐后的aligned_raster栅格导入数据库
raster2pgsql -s 26986 -t 512x512 aligned_raster.tif public.aligned_rasters | psql -d gisdb

2. 加载分块栅格（Tile-Based Raster）

对于已分块的栅格（如Google地图切片），直接加载并保留文件名：

raster2pgsql -F -t auto -s 3857 tiles/*.png public.map_tiles | psql -d gisdb

-t auto：指定瓦片大小为”auto”，使用第一个栅格计算适当的瓦片大小，并应用于所有栅格，确保所有切片一致

3. 性能优化技巧

批量插入：使用-Y 1000（每次提交 1000 行）减少事务开销。
并行导入：分批次处理不同目录的栅格，利用多核 CPU：

# 并行处理两个目录，这里使用GNU Parallel工具，这里不做详细介绍
# 基本用法为parallel command1 ::: arg1 arg2 arg3
parallel -j 2 'raster2pgsql -s 4326 -Y 500 {} public.rasters | psql -d gisdb' ::: "dir1/*.tif" "dir2/*.tif"

跳过空切片：添加-k参数，提升时间效率，跳过全NoData切片，但可能导致无效数据残留，需谨慎使用