ST_MapAlgebra (callback function version)
Prev  11.12. ラスタ処理: 地図代数  Next

Name

ST_MapAlgebra (callback function version) — コールバック関数版 - 一つ以上の入力ラスタ、バンドインデックスと一つのユーザ定義コールバック関数から、一つのバンドからなるラスタを返します。

Synopsis

raster ST_MapAlgebra(rastbandarg[] rastbandargset, regprocedure callbackfunc, text pixeltype=NULL, text extenttype=INTERSECTION, raster customextent=NULL, integer distancex=0, integer distancey=0, text[] VARIADIC userargs=NULL);

raster ST_MapAlgebra(raster rast, integer[] nband, regprocedure callbackfunc, text pixeltype=NULL, text extenttype=FIRST, raster customextent=NULL, integer distancex=0, integer distancey=0, text[] VARIADIC userargs=NULL);

raster ST_MapAlgebra(raster rast, integer nband, regprocedure callbackfunc, text pixeltype=NULL, text extenttype=FIRST, raster customextent=NULL, integer distancex=0, integer distancey=0, text[] VARIADIC userargs=NULL);

raster ST_MapAlgebra(raster rast1, integer nband1, raster rast2, integer nband2, regprocedure callbackfunc, text pixeltype=NULL, text extenttype=INTERSECTION, raster customextent=NULL, integer distancex=0, integer distancey=0, text[] VARIADIC userargs=NULL);

raster ST_MapAlgebra(raster rast, integer nband, regprocedure callbackfunc, float8[] mask, boolean weighted, text pixeltype=NULL, text extenttype=INTERSECTION, raster customextent=NULL, text[] VARIADIC userargs=NULL);

説明

一つ以上の入力ラスタ、バンドインデックスと一つのユーザ定義コールバック関数から、一つのバンドからなるラスタを返します。

rast,rast1,rast2, rastbandargset

地図代数処理が行われるラスタです。

rastbandargsetによって、多数のラスタと多数のバンドにおいて地図代数処理が使用できます。一つ目の形式の例を見て下さい。

nband, nband1, nband2

処理を行うラスタのバンド番号です。nbandはバンドを示す整数スカラまたは整数配列です。2ラスタ/2バンドの場合では、nband1はrast1のバンド、nband2はrast2のバンドです。

callbackfunc

callbackfunc引数は、SQLまたはPL/pgSQL関数の名前とシグニチャでなければならず、regprocedureにキャストしなければなりません。PL/pgSQL関数の例は次の通りです: 

CREATE OR REPLACE FUNCTION sample_callbackfunc(value double precision[][][], pos integer[][], VARIADIC userargs text[])
    RETURNS double precision
    AS $$
    BEGIN
        RETURN 0;
    END;
    $$ LANGUAGE 'plpgsql' IMMUTABLE;

The callbackfunc must have two or three arguments: a 3-dimension double precision array, a 2-dimension integer array and, optionally, a variadic 1-dimension text array. The first argument value is the set of values (as double precision) from all input rasters. The three dimensions (where indexes are 1-based) are: raster #, row y, column x. The second argument position is the set of pixel positions from the output raster and input rasters. The outer dimension (where indexes are 0-based) is the raster #. The position at outer dimension index 0 is the output raster's pixel position. For each outer dimension, there are two elements in the inner dimension for X and Y. The optional third argument userargs is for passing through any user-specified arguments.

The callback return value is used as the value of the output pixel. If the callback returns NULL, the output pixel is set to NODATA when the output band has a NODATA value. If the output band has no NODATA value, a NULL callback result raises an error.

regprocedure引数をSQL関数に渡す場合には、渡し先の完全な関数シグネチャが必要で、さらにregprocedureにキャストします。上の例のPL/pgSQL関数を引数として渡すには、引数のSQLは次のようになります: 

'sample_callbackfunc(double precision[], integer[], text[])'::regprocedure

Note that PostgreSQL array types do not encode dimensions in function signatures, so multidimensional callback arguments are written as double precision[] and integer[] in the regprocedure signature.

mask

N次元の数値配列 (行列)で、地図代数コールバック関数に渡すセルを決めるためのフィルタに使われます。0は近隣セル値をNODATAとして扱うべきであることを示し、1はデータとして扱うべきであることをそれぞれ意味します。weightがTRUEに指定されいる場合には、この配列の値は、近隣セルのピクセル値に対して掛け算を行うための数になります。

weighted

マスク値に重みづけを施す (元の値に対して乗算を行う)か、施さない (マスク処理だけを行う)かを示す真偽値です。

pixeltype

pixeltypeを渡した場合には、新しいラスタの一つのバンドが、そのピクセルタイプになります。pixeltypeにNULLを渡したり指定しなかった場合には、新しいラスタのピクセルタイプは、一つ目のラスタ (extenttypeがINTERSECTION, UNION, FIRST, CUSTOMの場合)か、適切なラスタ (extenttypeがSECOND, LASTの場合)の指定したバンドと同じピクセルタイプになります。疑問を感じたら常にpixeltypeを渡します。

出力ラスタのピクセルタイプは、必ずST_BandPixelTypeに挙げられたものの一つになるか、省略されるか、NULLに設定されます。

extenttype

INTERSECTION (デフォルト), UNION, FIRST (一つのラスタを取る形式でのデフォルト), SECOND, LAST, CUSTOMのいずれかになります。

customextent

extentypeがCUSTOMである場合には、ラスタはcustomextentで提供されます。一つ目の形式の例4をご覧下さい。

distancex

参照セルからのピクセル単位の距離です。結果として得られる行列の幅は2*distancex + 1となります。指定しない場合には、参照セルだけが対象となります (0の距離の近隣ピクセル)。

distancey

参照セルからのピクセル単位の距離です。結果として得られる行列の高さは2*distancey + 1となります。指定しない場合には、参照セルが対象となります (0の距離の近隣ピクセル)。

userargs

If the callbackfunc declares a third argument, that argument is a variadic text array. All trailing text arguments are passed through to the specified callbackfunc, and are contained in the userargs argument.

[Note]

VARIADICキーワードに関する詳細情報については、PostgreSQL文書とQuery Language (SQL) Functions (訳注: 日本語版は「問い合わせ言語 （SQL）関数」です)の"SQL Functions with Variable Numbers of Arguments" (訳注: 日本語版は「可変長引数を取るSQL関数」)節を参照して下さい。

一つ目の形式では、多数のラスタやバンドで地図代数演算が使えるようになるためのrastbandarg配列を受け付けます。一つ目の形式の例をご覧下さい。

二つ目と三つ目の形式では、一つのラスタにおける一つ以上のバンドについて演算を行います。二つ目の形式と三つ目の形式の例をご覧下さい。

四つ目の形式では、二つのラスタにおいて、それぞれ一つずつのバンドについて演算を行います。四つ目の形式の例をご覧下さい。

Availability: 2.2.0: マスクが追加されました。

Availability: 2.1.0

例: 一つ目の形式

一つのラスタ、一つのバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(ARRAY[ROW(rast, 1)]::rastbandarg[],
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo

一つのラスタ、複数のバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0), 2, '8BUI', 10, 0), 3, '32BUI', 100, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(ARRAY[ROW(rast, 3), ROW(rast, 1), ROW(rast, 3), ROW(rast, 2)]::rastbandarg[],
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo

複数のラスタ、複数のバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0), 2, '8BUI', 10, 0), 3, '32BUI', 100, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 2 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 1, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 2, 0), 2, '8BUI', 20, 0), 3, '32BUI', 300, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(ARRAY[ROW(t1.rast, 3), ROW(t2.rast, 1), ROW(t2.rast, 3), ROW(t1.rast, 2)]::rastbandarg[],
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo t1
CROSS JOIN foo t2
WHERE t1.rid = 1
    AND t2.rid = 2

近隣ピクセルを併用したカバレッジのタイルの完全な例です。

WITH foo AS (
    SELECT 0 AS rid, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 1, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 2, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 2, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 3, 0) AS rast UNION ALL

    SELECT 3, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 10, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 4, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 20, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 5, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 30, 0) AS rast UNION ALL

    SELECT 6, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 100, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 7, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 200, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 8, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 300, 0) AS rast
)
SELECT
    t1.rid,
    ST_MapAlgebra(ARRAY[ROW(ST_Union(t2.rast), 1)]::rastbandarg[],
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure,
        '32BUI',
        'CUSTOM', t1.rast,
        1, 1
    ) AS rast
FROM foo t1
CROSS JOIN foo t2
WHERE t1.rid = 4
    AND t2.rid BETWEEN 0 AND 8
    AND ST_Intersects(t1.rast, t2.rast)
GROUP BY t1.rid, t1.rast

前の例である近隣ピクセルを併用したカバレッジのタイルに似ていますが基本的なSQL機能だけを使用しています。

WITH src AS (
    SELECT 0 AS rid, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 1, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 2, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 2, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 3, 0) AS rast UNION ALL

    SELECT 3, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 10, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 4, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 20, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 5, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, -2, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 30, 0) AS rast UNION ALL

    SELECT 6, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 100, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 7, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 2, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 200, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 8, ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 4, -4, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 300, 0) AS rast
), foo AS (
    SELECT
        t1.rid,
        ST_Union(t2.rast) AS rast
    FROM src t1
    JOIN src t2
        ON ST_Intersects(t1.rast, t2.rast)
        AND t2.rid BETWEEN 0 AND 8
    WHERE t1.rid = 4
    GROUP BY t1.rid
), bar AS (
    SELECT
        t1.rid,
        ST_MapAlgebra(
            ARRAY[ROW(t2.rast, 1)]::rastbandarg[],
            'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure,
            '32BUI',
            'CUSTOM', t1.rast,
            1, 1
        ) AS rast
    FROM src t1
    JOIN foo t2
        ON t1.rid = t2.rid
)
SELECT
    rid,
    (ST_MetaData(rast)),
    (ST_BandMetaData(rast, 1)),
    ST_Value(rast, 1, 1, 1)
FROM bar;

例: 二つ目の形式と三つ目の形式

一つのラスタ、複数のバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0), 2, '8BUI', 10, 0), 3, '32BUI', 100, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(
        rast,
        ARRAY[3, 1, 3, 2]::integer[],
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo

一つのラスタ、一つのバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0), 2, '8BUI', 10, 0), 3, '32BUI', 100, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(
        rast,
        2,
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo

例: 四つ目の形式

二つのラスタ、二つのバンド

WITH foo AS (
    SELECT 1 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 0, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 1, 0), 2, '8BUI', 10, 0), 3, '32BUI', 100, 0) AS rast UNION ALL
    SELECT 2 AS rid, ST_AddBand(ST_AddBand(ST_AddBand(ST_MakeEmptyRaster(2, 2, 0, 1, 1, -1, 0, 0, 0), 1, '16BUI', 2, 0), 2, '8BUI', 20, 0), 3, '32BUI', 300, 0) AS rast
)
SELECT
    ST_MapAlgebra(
        t1.rast,
        2,
        t2.rast,
        1,
        'sample_callbackfunc(double precision[], int[], text[])'::regprocedure
    ) AS rast
FROM foo t1
CROSS JOIN foo t2
WHERE t1.rid = 1
    AND t2.rid = 2

例: マスクの使用

WITH foo AS (SELECT
   ST_SetBandNoDataValue(ST_SetValue(ST_SetValue(ST_AsRaster(ST_Buffer(ST_GeomFromText('LINESTRING(50 50,100 90,100 50)'), 5,'join=bevel'),
            200,200,ARRAY['8BUI'], ARRAY[100], ARRAY[0]), ST_Buffer('POINT(70 70)'::geometry,10,'quad_segs=1') ,50),
  'LINESTRING(20 20, 100 100, 150 98)'::geometry,1),0)  AS rast )
SELECT 'original' AS title, rast
FROM foo
UNION ALL
SELECT 'no mask mean value' AS title, ST_MapAlgebra(rast,1,'ST_Mean4ma(double precision[], int[], text[])'::regprocedure) AS rast
FROM foo
UNION ALL
SELECT 'mask only consider neighbors, exclude center' AS title, ST_MapAlgebra(rast,1,'ST_Mean4ma(double precision[], int[], text[])'::regprocedure,
    '{{1,1,1}, {1,0,1}, {1,1,1}}'::double precision[], false) As rast
FROM foo

UNION ALL
SELECT 'mask weighted only consider neighbors, exclude center multi other pixel values by 2' AS title, ST_MapAlgebra(rast,1,'ST_Mean4ma(double precision[], int[], text[])'::regprocedure,
    '{{2,2,2}, {2,0,2}, {2,2,2}}'::double precision[], true) As rast
FROM foo;

original

no mask mean value (マスクなし平均値) (マスク配列に全て1があるのと同じ)

mask only consider neighbors, exclude center (近隣セルのみ注目し、中心セルを除くマスク)

mask weighted only consider neighbors, exclude center multi other pixel values by 2 (近隣のみ考慮に入れて中心を除き、2を掛けるウェイトマスク)