1. 驱动概述

原文名称是COG -- Cloud Optimized GeoTIFF generator，属于栅格驱动的其中一个章节，原文地址点这里，译文如下：

驱动简略名称

COG

√默认内置驱动

该驱动是默认内置的。

该驱动支持创建 Cloud Optimized GeoTIFF（简称 COG）。

该驱动本质上依赖于带有COPY_SRC_OVERVIEWS=True创建选项GTiff（GeoTIFF File Format）驱动，但如果尚未完成，则会自动执行所需的预处理阶段（如果要求重投影，以及在图像和/或掩膜上创建快视图），并且在使用某些压缩类型时还负责将输入数据集变形成期望的形式（例如：在选择 JPEG 压缩时，RGBA 数据集将透明地转为RGB+掩码数据集）。

2. 驱动的能力

！支持 CreateCopy()

该驱动支持GDALDriver::CreateCopy()操作。

！支持地理参考

该驱动支持地理参考。

支持虚拟IO

该驱动支持虚拟IO操作（例如：/vsimem/等）。

3. 创建选项

3.1 常规的创建选项

BLOCKSIZE=<integer>：默认值为512。设置瓦片的宽度和高度（单位为像素），值必须可以被16整除。
COMPRESS=[NONE/LZW/JPEG/DEFLATE/ZSTD/WEBP/LERC/LERC_DEFLATE/LERC_ZSTD/LZMA]：默认值为 LZW。设置压缩方法，从 GDAL 3.4 开始默认值为 LZW，3.4版本之前默认值为 NONE。
- JPEG：通常仅适用于字节数据（Byte Data，每个通道8位）。但是，如果 GDAL 是使用内部的 libtiff 和 libjpeg 构建的，则可以使用12为 JPEG 压缩的 TIFF 文件（视为NBITS=12）。有关更对信息，可以查看 "TIFF 中的8和12位 JPEG"Wiki 页面。对于 COG 驱动，3波段或者4波段图像的 JPEG 压缩会自动选择PHOTOMETRIC=YCBCR颜色空间，并对Y、Cb、Cr 分量进行4:2:2的二次采样。
- LZW、DEFLATE和ZSTD压缩可以和PREDICTOR创建选项一起使用。
- ZSTD：当使用内部libtiff时，如果GDAL基于libzstd >=1.0构建，或者如果基于支持zstd的外部libtiff构建，则可以使用ZSTD。
- LERC：当使用内部 libtiff 时可用
- LERC_ZSTD：当LERC和ZSTD可用时可用
- JXL：用于 JPE-XL，并且仅在使用内部 libtiff 和使用 libjxl 构建 GDAL 时可用。JXL 压缩只能在4个或者更少波段的数据集上使用。GDAL 3.4 中添加的选项。
LEVEL=<integer>：DEFLATE/ZSTD/LERC_DEFLATE/LERC_ZSTD/LZMA 压缩级别。值越小压缩速度就越快但压缩效率也越低。1是最快的。
- 对于 DEFLATE/LZMA，9表示速度最慢但压缩率最高（使用支持 libdeflate 的 libtiff 时为12），默认值为6。
- 对于 ZSTD，22表示速度最慢但压缩率最高，默认值为9。
MAX_Z_ERROR=<threshold>：默认值为0。设置 LERC/LERC_DEFLATE/LERC_ZSTD 压缩值的最大错误阈值。默认值为 0，表示无损压缩。
MAX_Z_ERROR_OVERVIEW=<threshold>：（GDAL >= 3.8）在概视图中设置 LERC/LERC_DEFLATE/LERC_ZSTD 压缩值的最大错误阈值。默认值为MZX_Z_ERROR。
QUALITY=<integer>：默认值为75。JPEG/WEBP 质量设置。值为100时表示最佳质量（最小压缩），值为1时表示最差质量（最佳压缩）。对于 WEBP，值为100时会自动打开无损模式。
JXL_LOSSLESS=[YES/NO]：默认值为 YES。设置 JPEG-XL 压缩为无损（YES）还是有损（NO）。对于有损压缩，底层数据应该是灰色、灰色 + ALPHA、RGB 或 RGB + ALPHA。
JXL_EFFORT=1-9：默认值为5。JPEG-XL 压缩率。值越高，文件压缩越小，压缩时间越慢。
JXL_DISTANCE=0.1-15：默认值为1.0。有损 JPEG-XL 压缩的距离级别。它是以一个明显差异的倍数指定的（距离的定义参考cf butteraugli）。也就是说，0在数据上表示无损的，1应该是视觉上无损的，更高的距离会产生越来越密集、保真度越来越低的文件。建议范围为[0.5, 3]。
JXL_ALPHA_DISTANCE=[-1/0/0.1-15]：默认值为-1。（libjxl > 0.8.1）有损 JPEG-XL 压缩的 alpha 通道的距离级别。它是以一个明显差异的部署指定的（距离的定义参考cf butteraugli）。也就是说，0在数学上是无损的，1应该是视觉上无损的，距离越大，文件越密集，保真度越低。对于有损压缩，建议范围为[0.5,3]。默认值为特殊值-1.0，这意味着使用与非 ALPHA 通道相同的距离值（即 JXL_DISTANCE）。
NUM_THREADS=[<number_of_threads>/ALL_CPUS]：通过指定工作线程数来启用多线程压缩。默认在主线程中进行压缩。这还确定了使用TILING_SCHEME或者TARGET_SRS创建选项进行重投影时使用的线程数。从 GDAL 3.2 版本以后，生成概述图也是多线程的。
NBITS=<integer>：(GDAL >= 3.7）通过传递1到7之间的值，创建每个样本少于8位的文件。外观像素类型为 Byte。也接受n=9...15（Unit 16类型）和n=17...31（Unit 32类型）的值。根据 GDAL 2.2，Float 32类型可接受n=16，用来生成半精度浮点值。
PREDICATOR=[YES/NO/STANDARD/FLOATING_POINT]：默认值为NO。设置 LZW、DEFLATE 和 ZSTD 压缩的预测器。如果值为 YES，则标准预测器（Predicator = 2）用于整数数据类型，浮点预测器（Predicator = 3）用于浮点数据类型（在某些情况下，标准预测器在浮点数据上的性能可能比浮点预测器好）。STANDARD或FLOATING_POINT也可用于选择所需的精确算法。
BIGTIFF=[YES/NO/IF_NEEDED/IF_SAFER]：控制创建的文件是 BigTIFF 还是经典的 TIFF。
- YES表示强制为 BigTIFF。
- NO表示强制为经典的 TIFF。
- IF_NEEDED表示只会在明显需要的情况下创建 BigTIFF（在未压缩的情况下，图像大于 4GB。因此，使用压缩时没有效果）。
- IF_SAFER表示如果生成的文件_可能_超过4GB，将创建 BigTIFF。注意，这只是一种启发式方法，可能并不是总是有效，具体取决于压缩比。

BigTIFF 是 TIFF 的变体，它可以包含超过 4GB 的数据（经典的 TIFF 的大小受该值的限制）。如果 GDAL 是使用 libtif 4.0 或者更高版本创建的，则此选项可用。默认值为IF_NEEDED。

当创建无压缩的 GeoTIFF 时，GDAL 会提前计算生成文件的大小。如果计算出的文件大小超过 4GB，GDAL 将自动决定创建一个 BitTIFF 文件。但是，当使用压缩时，不可能提前知道文件的最终大小，因此将选择经典 TIFF。在这种情况下，如果预计最终文件对于经典 TIFF 格式来说太大，则用户必须明确要求创建BigTIFF=YES的 BigTIFF 。如果没有明确询问或猜测 BigTIFF 的创建，并且生成的文件对于经典 TIFF 来说太大，则 libtiff 将失败，并显示错误消息，如"TIFFAppendToStrip:超过了TIFF文件的最大大小"。

RESAMPLING=[NEAREST/AVERAGE/BILINEAR/CUBIC/CUBICSPLINE/LANCZOS/MODE/RMS]：用于生成概览或重新投影的重新采样方法。对于切片的图像，默认情况下使用 NEAREST，否则为 CUBIC。
OVERVIEW_RESAMPLING=[NEAREST/AVERAGE/BILINEAR/CUBIC/CUBICSPLINE/LANCZOS/MODE/RMS]：（GDAL >= 3.2）用于生成概览的重新采样方法。对于切片的图像，默认情况下使用 NEAREST，否则为 CUBIC。如果指定了 RESAMPLING 的值，则在生成概览时，将覆盖该值。
WARP_RESAMPLING=[NEAREST/AVERAGE/BILINEAR/CUBIC/CUBICSPLINE/LANCZOS/MODE/RMS/MIN/MAX/MED/Q1/Q3]：（GDAL >= 3.2）用于重投影的重采样方法。对于切片的图像，默认情况下使用 NEAREST，否则为 CUBIC。如果指定了 RESAMPLING 的值，则在重投影时，将覆盖该值。
OVERVIEWS=[AUTO/IGNORE_EXISTING/FORCE_USE_EXISTING/NONE]：默认值为 AUTO。描述概览生成和使用源概览的行为。
- AUTO：如果存在源概览，则会使用源概览。如果不存在，将在输出文件中自动创建概览。
- IGNORE_EXISTING：将忽略源数据集上的可能存在的概览，并自动生成新的概览。
- FORCE_USE_EXISTING：将使用源数据集上的现有概览。如果没有概览，相当于指定了NONE。
- NONE：将忽略可能存在的概览，并且不会生成任何概览。
OVERVIEW_COUNT=<integer>：（GDAL >= 3.6）要生成的概览级别的数量。这可能会增加或减小 COG 文件中的级别数量（当 GDAL 计算完成分辨率数据集的概览时，即没有源概览或用户指定OVERVIEWS=IGNORE_EXISTING时），或介绍从源数据集复制概览级别的数量（当源数据集有概览并且OVERVIEWS=AUTO或者OVERVIEWS=FORCE_USE_EXISTING时）。如果未指定，则该驱动将在OVERVIEWS=AUTO或者OVERVIEWS=FORCE_USE_EXISTING时使用源栅格中所有的概览。在 GDAL 生成概览时，概览级别的默认数量是最小概览的维度小于或等于BLOCKSIZE值。
OVERVIEW_COMPRESS=[AUTO/NONE/LZW/JPEG/DEFLATE/ZSTD/WEBP/LERC/LERC_DEFLATE/LERC-ZSTD/LZMA]：默认值为 AUTO。设置在 COG 中存储概览时要使用的压缩方法（请参考COMPRESS的描述）。默认情况下，AUTO 将使用与 COG 相同的压缩方法创建概览。
OVERVIEW_QUALITY=<integer>：设置JPEG/WebP的质量。值为100表示最佳质量（最低压缩），而1表示最差质量（最佳压缩）。默认情况下，概览将以与 COG 相同的质量创建，除非压缩类型不同，否则默认值为75。
OVERVIEW_PREDICATOR=[YES/NO/STANDARD/FLOATING_POINT]：设置 LZW、DEFLATE 和 ZSTD 概览压缩的预测因子。默认情况下，概览将以与 COG 相同的预测变量创建，除非概览的压缩类型不同，否则默认值为否。
GEOTIFF_VERSION=[AUTO/1.0/1.1]：默认为 AUTO。选择用于编码地理参考的 GeoTIFF 版本。1.0对应于Ritter 和 Ruth 在1995年创建的 GeoTIFF 修订版 1.0。1.1对应与 OGC 标准19-008，它是1.0的演变，主要在 CRS 的垂直部分的处理中清除歧义并修复不一致。AUTO 默认通常会选择 1.0，除非要编码的 CRS 具有垂直分量或是 3D CRS，在这种情况下会使用1.1版本。需要注意的是，libgeotiff 1.6.0 及以后版本才能支持1.1版本的 GeoTIFF 标准。
SPARSE_OK=[TRUE/FALSE]：（GDAL>=3.2）默认值为 FALSE。用于设置磁盘上是否应该省略空块。设置该选项后，像素值为0或者nodata都不会被写入磁盘看（除非文件中已分配响应的块）。稀疏文件对于从未写入的块具有0个瓦片/条带偏移，并节省空间；然而，大多数非 GDAL 包无法读取此类文件。在读取方面，在非空瓦片之后出现省略的瓦片可能会导致优化的读取器不得不向TileByteCounts数组发出额外的 GET 请求。
STATISTICS=[AUTO/YES/NO]：（GDAL >= 3.7）默认值为 AUTO。波段统计信息是否应该包含在输出文件中。在 AUTO 模式下，只有在源数据集中可用时，他们才会被包括在内。如果设置为 YES，它们将始终包含在内。如果设置为 FALSE，则他们讲永远不会包含在内。

3.2 与重投影相关的创建选项

TILING_SCHEME=[CUSTOM/GoogleMapsCompatible/...]：默认为 CUTSTOM。如果设置为不同于 CUSTOM 的值，则指定切片方案的定义将用于将数据集重新投影到其 CRS，选择与最接近的缩放级别相对应的分辨率，并在此分辨率下在切片边界上对其（实际分辨率可通过ZOOM_LEVEL或ZOOM_LLEVEL_STRATEGY选项控制）。

除非用户已经使用BLOCKSIZE选项指定了一个值，否则将使用切片方案中定义的切片大小（通常为256像素），在这种情况下，将考虑用户指定的值（即：如果设置的值高于256，则修改原始切片方案以考虑 HiDPi 切片的大小）。

在非自定义模式下，TARGET_SRS、RES和EXTENT选项将被忽略。从 GDAL 3.2 开始，TILING_SCHEME的值也可以是根据 OGC 二维切片矩阵集标准的 JSON 文件的文件名、指向该文件的 URL 地址、GDAL 数据目录中定义文件的根（例如：名为tms_FOO.json的文件的名称 FOO）或内联 JSON 定义。可用的切片方案列表可以通过查看gdalinfo --format COG提示的TILING_SCHEME选项的值来缺东。

ZOOM_LEVEL=<integer>：（GDAL >= 3.5）缩放级别的编号（从0开始表示最粗略的缩放级别）。仅用于不同于CUSTOM的TILING_SCHEME。如果指定了此选项，则忽略ZOOM_LEVEL_STRATIONY。
ZOOM_LEVEL_STRATION=[AUTO/LOWER/UPPER]：（GDAL>=3.2）默认为 AUTO。确定缩放级别的策略。仅用于不同于CUSTOM的TILING_SCHEME。LOWER 将选择理论计算的非积分缩放级别正下方的缩放级别，从而进行二次采样。相反，UPPER 将选择缩放级别的正上方，从而导致过采样。默认为AUTO，选择最接近的缩放级别。
TARGET_SRS=value：强制将输入数据集重投影到另一个 SRS。值是一个字符串，可以是 WKT 字符串、EPSG:XXXX代码或者 PROJ 字符串。
RES=value：设置目标栅格的分辨率，单位为TARGET_SRS中定义的单位。仅当指定了TARGET_SRS时才会考虑使用该选项。
EXTENT=<minx, miny, maxx, maxy>：设置目标栅格的范围，单位为TARGET_SRS中定义的单位。仅当指定了TARGET_SRS时才会考虑使用该选项。
ALIGNED_LEVELS=<integer>：GeoTIFF 的切片和切片方案中定义的切片匹配分辨率级别数。指定此选项时，将在需要时将填充切片添加到目标栅格的左侧和顶部，以便 GeoTIFF 切片与切片方案的切片相匹配。仅当TILING_SCHEME与CUSTOM不同时才考虑。此选项的效果仅在将其设置为2或更大时可见，因为默认情况下，全分辨率级别与切片方案对齐。对于连续缩放级别分辨率相差2倍的切片方案，必须小心将该值设置为大量级别，因为每个维度最多可以添加2^（ALIGNED_levels-1）个切片。该驱动强制执行10的硬性限制。
ADD_ALPHA=[YES/NO]：默认为 YES。在重投影的情况下是否添加 ALPHA 条带。

4. 更新模式

更新模式下打开一个 COG 文件通常会中断部分优化，但仍然会生成有效的 GeoTIFF 文件。从 GDAL 3.8 开始，为了避免 COG 特性的以外丢失，除非打开IGNORE_COG_LAYOUT_BREAK选项并且明确设置为 YES，否则将拒绝在更新模式下打开此类文件。

请注意，在只读模式下打开 COG 文件时，可以执行一个子集操作，如元数据编辑（包括统计信息存储），该操作将存储在.aux.xml的文件中。

5. 文件格式的详细信息

5.1 High Level

COG 文件具有以下特征：

TIFF 或者 BigTIFF 文件
图像、掩膜或者概览的瓦片（通常为512大小）
概览，直到最小概览级别的最大纬度低于512像素
是否压缩
多波段数据的像素交错
优化 TIFF 部分的布局，以最大限度地减少进行随机读取访问的读取器所需的 GET 请求数量

5.2 Low Level

一个 COG 文件的组织结构如下（如果使用 libtiff >= 4.0.11 或者 GDAL 内部的 libtiff。对于其他版本，结构将有所不同，并且某些优化将不可用）：

TIFF/BigTIFF 标头/签名和指向第一个 IFD 的指针
具有 COG 优化的"重影区域"
全分辨图像的 IFD，后跟 TIFF 标记值，不包括 TiffOffsets 和 TileByteCounts 数组
全分辨率图像掩码的 IFD（如果存在），后跟 TIFF 标记值，不包括 TiffOffsets 和 TileByteCounts 数组
第一个（尺寸最大）概览级别的 IFD（如果存在）
最后一个（最小）概览级别的 IFD（如果存在）
掩码的第一个（尺寸最大）概览级别的IFD（如果存在）
掩码的最后一个（尺寸最大）概览级别的IFD（如果存在）
上述 IFD 的 TileOffsets 和 TileByteCounts 数组
最小概览的瓦片数据，如果存在（每个瓦片后面跟着掩码数据的相应瓦片，如果存在），具有前导字节和尾部字节
最大概览的瓦片数据，如果存在（与掩码数据交织，如果存在）
全分辨率图像的瓦片数据，如果存在（与掩码数据交织，如果存在）

为了描述几何空间文件的特定布局，所用功能的描述位于文件的开头，以便优化的读取器（如GDAL）可以使用它们并采取快捷方式。这些功能被描述为 ASCII 字符串，"隐藏"在 ClassicTIFF 的前8个字节之后（或 BigTIFF 的前16个字节之后）。第一个 IFD 在这些字符串之后开始。在 TIFF 文件中有这样的重影区域是完全有效的，读者通常会跳过它们。因此，对于具有透明度遮罩的几何空间文件，这些字符串将为：

ini 复制代码

GDAL_STRUCTURAL_METADATA_SIZE=000174 bytes
LAYOUT=IFDS_BEFORE_DATA
BLOCK_ORDER=ROW_MAJOR
BLOCK_LEADER=SIZE_AS_UINT4
BLOCK_TRAILER=LAST_4_BYTES_REPEATED
KNOWN_INCOMPATIBLE_EDITION=NO
MASK_INTERLEAVED_WITH_IMAGERY=YES

！笔记

换行符用于分隔这些字符串
在KNOWN_INCOMPATIBLE_EDITION=NO后面的换行符后面插入一个空格字符
对于没有掩膜的 COG，MASK_INTERLEAVED_WITH_IMAGERY不会出现

重影区域以GDAL_STRUCTURAL_METADATA_SIZE=XXXXXX字节\n（固定大小为43字节）开始，其中，XXXXXX为一个6位数，表示本节剩余的大小（从该起始行的换行符之后开始）。

LAYOUT=IFDS_BEFORE_DATA：IFD 位于数据前面。GDAL 还将确保瓦片索引数组是在 IFD 之后和图像之前写入的，因此 16KB 的第一个范围请求将始终获得所有的 IFD。
BLOCK_ORDER=ROW_MAJOR：瓦片的数据是按递增的瓦片 ID 顺序写入的。未来的增强可能会实现其他布局。
BLOCK_LEADER=SIZE_AS_UINT4：每个瓦片数据前面都有4个字节，也在重影区域中，指示实际瓦片大小（以小端序）。
BLOCK_TRAILER=LAST_4_BYTES_REPEATED：刚好在瓦片数据之后，瓦片数据的最后4个字节被重复。
KNOWN_INCOMPATIBLE_EDITION=NO：当生成一个 COG 文件是，始终写入这些内容。如果 GDAL 用于修改几何空间文件，因为对现有几何空间文件所做的大多数更改都会破坏优化的结构，GDAL 会将此元数据项更改为KNOWN_INCOMPATIBLE_EDITION=YES，并在写入时和重新打开该文件时发出警告，以便用户知道他们破坏了几何空间文件。
MASK_INTERLEAVED_WITH_IMAGERY=YES：表示掩码数据紧跟在图像数据之后。因此，当在offset=TileOffset[i]-4和size=TileOffset[i+1]-TileOffset[i]+4处读取数据时，您将获得一个缓冲区，其中：
- leader with imagery tile size (4 bytes)
- imagery data (starting at TileOffsets[i] and of size TileByteCounts[i])
- trailer of imagery (4 bytes)
- leader with mask tilesize (4 bytes)
- mask data (starting at mask.TileOffsets[i] and of size mask.TileByteCounts[i], but none of them actually need to be read)
- trailer of mask data (4 bytes)

5.4 瓦片数据的前导和尾部

每个瓦片数据的前面都一个前导，该前导由一个无符号的4字节整数组成，按小端序排列，给出其后面瓦片数据的有效负载字节数。这个前导重影，因为TileOffset[]数组不指向它，而是指向实际有效负载。因此，前导的偏移量是TiffOffsets[i]-4。

因此，看到BLOCK_LEADER=SIZE_AS_UINT4元数据项的优化读取器将查找TileOffset[i]和TileOffset[i+1]，以推断它必须从offset=TileOffset[i]-4和SIZE=TileOffset[i+1] - TileOffset[i] + 4处开始获取数据。然后，它检查前4个字节，看看这个前导标记中的大小是否与TileOffset[i+1] - TileOffset[i]一致。当没有掩码时，它们通常是相等的（取BLOCK_LEADER和BLOCK_TRAILER的大小的模）。在存在掩码且MASK_INTERLEAVED_WITH_IMAGERY=YES的情况下，则引导中指示的瓦片大小将为<TileOffset[i+1]-TileOffset[i]，因为掩膜的数据将跟随图像数据（请参见MASK_INTERLEAVED_WITH-IMAGERY=YES）。

每个瓦片数据后面紧跟着一个尾部，该尾部由瓦片数据的有效载荷的最后4个字节的重复组成。TileByteCounts[]数组中不包括此尾部的大小。其目的是迫使读者能够检查 TIFF 编写器是否在没有意识到这些优化的情况下，以破坏优化的方式修改了 TIFF 文件。如果优化的读取器检测到不一致，则可以回退到使用TileOffsets[i]+TileByteCounts[i]的常规/较慢方法。

6. 使用示例

csharp 复制代码

gdalwarp src1.tif src2.tif out.tif -of COG