C语言基于GDAL实现DEM数据填挖方计算

本文将介绍如何使用C语言和GDAL库读取已知DEM数据的高程值，并计算填方挖方。示例DEM数据格式为TIFF，包含486列，327行，像元大小为5x5，像素类型为浮点型，nodata值为-99999，像素深度为32位。

1. 安装GDAL库

在开始之前，需要先安装GDAL库。

Ubuntu:

sudo apt-get install gdal-bin libgdal-dev

Windows:

从GDAL官网（https://gdal.org/download.html）下载相应的安装包进行安装。

2. 读取DEM数据

安装完成后，可以使用以下代码读取TIFF文件中的DEM数据：

#include 'gdal_priv.h'
#include 'cpl_conv.h'
#include 'cpl_string.h'

int main() {
    GDALDataset *poDataset;
    GDALAllRegister();

    poDataset = (GDALDataset *)GDALOpen('dem.tif', GA_ReadOnly);
    if (poDataset == NULL) {
        printf('打开文件失败。
');
        exit(1);
    }

    int nXSize = poDataset->GetRasterXSize();
    int nYSize = poDataset->GetRasterYSize();
    float *pafScanline;
    pafScanline = (float *)CPLMalloc(sizeof(float) * nXSize);

    for (int i = 0; i < nYSize; i++) {
        poDataset->GetRasterBand(1)->RasterIO(GF_Read, 0, i, nXSize, 1, pafScanline, nXSize, 1, GDT_Float32, 0, 0);
        for (int j = 0; j < nXSize; j++) {
            if (pafScanline[j] != -99999) {
                // 计算填方挖方
            }
        }
    }

    CPLFree(pafScanline);
    GDALClose(poDataset);

    return 0;
}

代码解释：

使用GDALOpen函数打开TIFF文件。
获取DEM数据的宽度（nXSize）和高度（nYSize）。
使用CPLMalloc函数分配内存用于存储一行DEM数据。
循环读取每一行DEM数据，使用RasterIO函数将数据读取到pafScanline数组中。
循环遍历每一行的每一个像素值，判断是否为nodata值（-99999）。
如果不是nodata值，则进行填方挖方计算。

3. 计算填方挖方

计算填方挖方的方法可以根据具体需求进行设计。一种简单的方法是对每个像素进行填方挖方的计算，然后将结果累加。具体实现如下：

double cut = 0.0, fill = 0.0;
double height1, height2, diff;
for (int j = 0; j < nXSize; j++) {
    if (pafScanline[j] != -99999) {
        height1 = pafScanline[j]; // DEM高程值
        height2 = get_height(j, i); // 获取该像素对应的地面高程值
        diff = height1 - height2;
        if (diff > 0) {
            fill += diff; // 填方
        } else {
            cut += -diff; // 挖方
        }
    }
}

代码解释：

获取当前像素的DEM高程值（height1）。
通过get_height函数获取该像素对应的地面高程值（height2）。
计算两者之差（diff）。
如果diff大于0，则表示需要填方，将diff累加到fill变量中。
如果diff小于0，则表示需要挖方，将-diff累加到cut变量中。
最终，fill和cut的值即为填方和挖方的总量。

注意: get_height函数需要根据实际情况自行实现，用于获取指定像素对应的地面高程值。

通过以上步骤，就可以使用C语言和GDAL库读取DEM数据并计算填方挖方了。