Python Script para obtener la diferencia de elevación entre dos puntos [cerrado]

Tengo varios segmentos de arroyo de 1000 km de largo. Necesito encontrar la diferencia de elevación entre dos puntos consecutivos de distancia de 1 km a partir de la corriente arriba a la corriente abajo. ¿Cómo puedo obtener la diferencia de elevación de DEM? Tengo segmentos de flujo en formato ráster y también en formato vectorial. Sería mejor si tuviera alguna idea sobre el script de Python.

Como geólogo, a menudo uso esta técnica para hacer una sección transversal geológica en Python puro. Presenté una solución completa en Python: uso de capas vectoriales y ráster en una perspectiva geológica, sin software SIG (en francés)

Presento aquí un resumen en inglés:

• para mostrarle cómo extraer los valores de elevación de un DEM
• cómo tratar estos valores

Si abre un DEM con el módulo Python GDAL / OGR:

from osgeo import gdal
# raster dem10m
file = 'dem10m.asc'
layer = gdal.Open(file)
gt =layer.GetGeoTransform()
bands = layer.RasterCount
print bands
1
print gt
(263104.72544800001, 10.002079999999999, 0.0, 155223.647811, 0.0, -10.002079999999999)

Como resultado, tiene el número de bandas y los parámetros de geotransformación. Si desea extraer el valor del ráster debajo de un punto xy:

x,y  = (263220.5,155110.6)
# transform to raster point coordinates
rasterx = int((x - gt[0]) / gt[1])
rastery = int((y - gt[3]) / gt[5])
# only one band here
print layer.GetRasterBand(1).ReadAsArray(rasterx,rastery, 1, 1)
array([[222]]) 

Como es un DEM, obtienes el valor de elevación debajo del punto. Con 3 bandas de trama con el mismo punto xy obtienes 3 valores (R, G, B). Entonces, podría hacer una función que permita obtener los valores de múltiples rásteres bajo un punto xy:

def Val_raster(x,y,layer,bands,gt):
    col=[]
    px = int((x - gt[0]) / gt[1])
    py =int((y - gt[3]) / gt[5])
    for j in range(bands):
        band = layer.GetRasterBand(j+1)
        data = band.ReadAsArray(px,py, 1, 1)
        col.append(data[0][0])
  return col

solicitud

# with a DEM (1 band)
px1 = int((x - gt1[0]) / gt1[1])
py1 = int((y - gt1[3]) / gt1[5])
print Val_raster(x,y,layer, band,gt)
[222] # elevation
# with a geological map (3 bands)
px2 = int((x - gt2[0]) / gt2[1])
py2 = int((y - gt2[3]) / gt2[5])
print Val_raster(x,y,couche2, bandes2,gt2)
[253, 215, 118] # RGB color  

Después de eso, procesa el perfil de línea (que puede tener segmentos):

# creation of an empty ogr linestring to handle all possible segments of a line with  Union (combining the segements)
profilogr = ogr.Geometry(ogr.wkbLineString)
# open the profile shapefile
source = ogr.Open('profilline.shp')
cshp = source.GetLayer()
# union the segments of the line
for element in cshp:
   geom =element.GetGeometryRef()
   profilogr = profilogr.Union(geom)

Para generar puntos equidistantes en la línea, puede usar el módulo Shapely con interpolar (más fácil que ogr)

from shapely.wkb import loads
# transformation in Shapely geometry
profilshp = loads(profilogr.ExportToWkb())
# creation the equidistant points on the line with a step of 20m
lenght=profilshp.length
x = []
y = []
z = []
# distance of the topographic profile
dista = []
for currentdistance  in range(0,lenght,20):
     # creation of the point on the line
     point = profilshp.interpolate(currentdistance)
     xp,yp=point.x, point.y
     x.append(xp)
     y.append(yp)
     # extraction of the elevation value from the MNT
     z.append(Val_raster(xp,yp,layer, bands,gt)[0]
     dista.append(currentdistance)

y los resultados (con también los valores RGB de un mapa geológico) con los valores de distancia x, y, z, de las listas en 3D con matplotlib y Visvis ( valores x, y, z)

Secciones transversales (x, elevación desde la distancia actual (lista de distancia)) con matplotlib :