Какая информация хранится в растровом файле

Обновлено: 21.11.2024

Геопространственные данные хранятся в различных форматах файлов. Каждый пакет программного обеспечения географической информационной системы (ГИС) и каждая версия этих пакетов программного обеспечения поддерживают разные форматы. Это справедливо как для векторных, так и для растровых данных. Хотя здесь кратко описаны некоторые из наиболее распространенных форматов файлов, существует множество других форматов для использования в различных программах ГИС.

Форматы векторных файлов

Наиболее распространенным форматом векторных файлов является шейп-файл. Простой нетопологический формат векторных файлов, разработанный ESRI для хранения информации о геометрическом местоположении и атрибутах географических объектов. . Шейп-файлы, разработанные ESRI в начале 1990-х годов для использования с программным пакетом управления базами данных dBASE III в ArcView 2, представляют собой простые нетопологические файлы, разработанные для хранения информации о геометрическом местоположении и атрибутах географических объектов. Шейп-файлы не могут хранить нулевые значения, а также аннотации или сетевые функции. Имена полей в таблице атрибутов ограничены десятью символами, и каждый шейп-файл может представлять только наборы точечных, линейных или полигональных объектов. Поддерживаемые типы данных ограничены числами с плавающей запятой, целыми числами, датой и текстом. Шейп-файлы поддерживаются почти всеми коммерческими и открытыми программами ГИС.

Несмотря на то, что этот формат называется шейп-файлом, на самом деле он представляет собой компиляцию множества разных файлов. В таблице 5.1 «Типы шейп-файлов» перечислены и описаны различные форматы файлов, связанные с шейп-файлом. Среди перечисленных только форматы файлов SHP, SHX и DBF являются обязательными для создания функционирующего шейп-файла, в то время как все остальные требуются условно. Как правило, имена для каждого файла должны соответствовать соглашению MS-DOS 8.3 при использовании более старых версий программных пакетов ГИС. В соответствии с этим соглашением префикс имени файла может содержать до восьми символов, а суффикс имени файла — три символа. В более поздних пакетах программного обеспечения ГИС это требование смягчено, и теперь можно использовать более длинные префиксы имен файлов.

Таблица 5.1 Типы шейп-файлов

Расширение файла	Назначение
SHP*	Геометрия элемента
SHX*	Формат индекса для геометрии элемента
DBF*	Информация об атрибутах объекта в формате dBASE IV
PRJ	Информация о проекции
SBN и SBX	Пространственный индекс признаков
FBN и FBX	Доступный только для чтения пространственный индекс объектов
AIN и AIH	Информация об атрибутах для активных полей в таблице
IXS	Индекс геокодирования для шейп-файлов чтения-записи
MXS	Индекс геокодирования для шейп-файлов чтения-записи с ODB формат
ATX	Указатель атрибутов, используемый в ArcGIS 8 и более поздних версиях
SHP.XML	Метаданные в формате XML
CPG	Спецификации кодовой страницы для определения кодировки символов
* Обязательные файлы

Самым ранним файлом векторного формата для использования в программных пакетах ГИС, который используется до сих пор, является покрытие ArcInfo. Формат геореляционного файла, разработанный ESRI, который поддерживает несколько типов объектов (например, точки, линии, полигоны, также сохраняя топологическую информацию, связанную с этими функциями. . Этот формат геореляционного файла поддерживает несколько типов объектов (например, точки, линии, полигоны, аннотации), а также сохраняет топологическую информацию, связанную с этими объектами. Данные атрибутов хранятся в виде нескольких файлов в отдельном каталоге с пометкой «Info». Из-за того, что эти файлы были созданы в среде MS-DOS, они придерживаются строгих соглашений об именах. Имена файлов не могут быть длиннее тринадцати символов, не могут содержать пробелы, не могут начинаться с цифры и должны быть полностью строчными. Покрытия нельзя редактировать в ArcGIS 9.x или более поздних версиях программного пакета ESRI.

AutoCAD DXF (формат обмена чертежами или формат обмена чертежами) Формат векторных файлов, разработанный Autodesk для обеспечения обмена между инженерным программным обеспечением САПР (автоматизированное проектирование) и другими картографическими программными пакетами. — это собственный формат векторных файлов, разработанный Autodesk для обеспечения обмена между инженерным программным обеспечением САПР (автоматизированное проектирование) и другими картографическими программными пакетами. Файлы DXF были первоначально выпущены в 1982 году с целью обеспечить точное представление родного формата AutoCAD DWG. Хотя формат DXF по-прежнему широко используется, в более новые версии AutoCAD включены более сложные типы данных (например, области, динамические блоки), которые не поддерживаются в формате DXF. Поэтому можно предположить, что формат DXF со временем может стать менее популярным в геопространственном анализе.

Наконец, Геологическая служба США (USGS) поддерживает формат векторных файлов с открытым исходным кодом, в котором подробно описаны физические и культурные особенности Соединенных Штатов. Эти топологически явные DLG (Digital Line Graphics) Формат векторных файлов, разработанный Геологической службой США, который поддерживает информацию о физических и культурных особенностях в Соединенных Штатах. бывают крупными, средними и мелкими в зависимости от того, получены ли они из масштаба 1: 24 000; 1:100 000-; или топографические четырехугольные карты Геологической службы США в масштабе 1: 2 000 000. Функции, доступные в различных типах DLG, зависят от масштаба DLG, но обычно включают такие данные, как административные и политические границы, гидрографию, транспортные системы, гипсографию и растительный покров.

Файлы векторных данных также могут быть структурированы для представления информации о высоте поверхности. TIN (нерегулярная триангулированная сеть) Структура векторных данных, в которой для представления высоты используются смежные непересекающиеся треугольники. представляет собой векторную структуру данных с открытым исходным кодом, в которой для представления географических поверхностей используются смежные непересекающиеся треугольники (рис. 5.10 «Триангулированная нерегулярная сеть (TIN)»). В то время как растровое изображение поверхности представляет высоту как среднее значение пространственной протяженности отдельного пикселя (см. Раздел 5.3.2 «Форматы растровых файлов»), структура данных TIN моделирует каждую вершину треугольника как точное значение высоты в точке определенную точку на земле. Дуги между каждой вершиной являются аппроксимацией высоты между двумя вершинами. Затем эти дуги объединяются в треугольники, из которых может быть получена информация о высоте, наклоне, экспозиции и площади поверхности по всему пространству модели. Обратите внимание, что термин «нерегулярный» в названии модели данных относится к тому факту, что вершины обычно располагаются в разбросанном виде.

Рисунок 5.10 Триангулированная неправильная сеть (TIN)

Использование TIN дает определенные преимущества по сравнению с растровыми моделями высот (см. Раздел 5.3.2 «Форматы растровых файлов»). Во-первых, линейные топографические объекты очень точно представлены по сравнению с их растровыми аналогами. Во-вторых, для представления поверхности требуется сравнительно небольшое количество точек данных, поэтому размеры файлов обычно намного меньше. Это особенно верно, поскольку вершины могут быть сгруппированы в областях со сложным рельефом и могут быть разреженными в областях с простым рельефом. В-третьих, конкретные данные высот могут быть включены в модель данных задним числом путем размещения дополнительных вершин, если исходные данные будут сочтены недостаточными или неадекватными. Наконец, можно рассчитать определенные пространственные статистические данные, которые невозможно получить при использовании растровой модели высот, например, контур поймы, кривые вместимости для водохранилищ и кривые время-площадь для гидрографов.

Форматы растровых файлов

Исходные файлы JPEG, TIFF и PNG не имеют связанной с ними информации о географической привязке и поэтому не могут использоваться ни при каких геопространственных картографических работах. Чтобы использовать эти файлы в ГИС, файл привязки Файл данных в виде открытого текста, в котором указаны местоположения и преобразования набора данных объектов. нужно сначала создать. Файл привязки — это отдельный файл данных с открытым текстом, в котором указываются местоположения и преобразования, позволяющие проецировать изображение в стандартную систему координат (например, универсальную поперечную меркаторскую [UTM] или государственную плоскость). Имя файла привязки основано на имени растрового файла, а w обычно добавляется к расширению файла. Мировое расширение файла для JPEG — JPW; для TIFF это TFW; а для PNG — PGW.

Примером формата растрового файла с явной информацией о географической привязке является проприетарный MrSID (База данных бесшовных изображений с разным разрешением). Растровый формат, разработанный LizardTech, Inc. для использования с большими аэрофотоснимками или спутниковыми изображениями, при этом части сжатого изображения можно быстро просмотреть без распаковки всего файла. формат. Этот формат сжатия без потерь был разработан LizardTech, Inc. для использования с большими аэрофотоснимками или спутниковыми изображениями, при этом части сжатого изображения можно быстро просмотреть без необходимости распаковки всего файла. Формат MrSID часто используется для визуализации ортофотоснимков.

Как и MrSID, запатентованный ECW (Enhanced Compression Wavelet) формат растрового файла, разработанный Earth Resource Mapping, который поддерживает до 255 слоев информации об изображении и включает в структуру файла информацию о географической привязке. формат также включает в себя информацию о пространственной привязке в файловой структуре. Этот формат сжатия с потерями был разработан компанией Earth Resource Mapping и поддерживает до 255 слоев информации об изображении.Из-за потенциально огромных размеров файлов, связанных с изображением, которое поддерживает так много слоев, файлы ECW представляют собой отличный вариант для выполнения быстрого анализа больших изображений при использовании относительно небольшого объема ОЗУ компьютера (оперативной памяти), что ускоряет скорость вычислений. .

Подобно векторным DLG с открытым исходным кодом, DRG (Digital Raster Graphics) — растровые версии топографических карт Геологической службы США, которые включают в себя все материалы воротника из оригиналов. представляют собой отсканированные версии топографических карт Геологической службы США и включают в себя все материалы ошейника из оригиналов. Геопространственная информация, найденная в пределах четкой линии изображения, имеет географическую привязку, в частности, к системе координат UTM. Эти изображения сканируются с разрешением не менее 250 dpi (точек на дюйм) и, следовательно, имеют пространственное разрешение примерно 2,4 метра. DRG содержат до тринадцати цветов и поэтому могут немного отличаться от оригиналов. Кроме того, они включают в себя весь материал воротника из оригинальной печатной версии, географически привязаны к поверхности земли, соответствуют универсальной поперечной проекции Меркатора (UTM) и, скорее всего, основаны на точках данных NAD27 (NAD означает Североамериканский датум).

Как и векторный формат TIN, некоторые форматы растровых файлов разработаны специально для моделирования рельефа. К ним относятся форматы файлов USGS DEM, USGS SDTS и DTED. USGS DEM (цифровая модель рельефа Геологической службы США) Формат растрового файла, разработанный Геологической службой США для представления рельефа. является популярным форматом файлов из-за широкой доступности, простоты модели и обширной программной поддержки этого формата. Каждое значение пикселя в этих ЦМР на основе сетки обозначает высоту точки на земле, обычно в футах или метрах. Следует соблюдать осторожность при использовании ЦМР на основе сетки из-за огромного объема данных, которые сопровождают эти файлы, поскольку пространственная протяженность, охватываемая изображением, начинает увеличиваться. ЦМР называются цифровыми моделями местности (ЦМР). ЦМР Геологической службы США представляют собой простую модель земного шара с голой землей. когда они представляют собой простую модель голой земли и цифровые модели поверхности (DSM) USGS DEM, которые включают высоты элементов ландшафта, таких как здания и деревья. когда они включают высоту элементов ландшафта, таких как здания и деревья (Рисунок 5.11 «Цифровая модель поверхности (слева) и цифровая модель местности (справа)»).

Рисунок 5.11 Цифровая модель поверхности (слева) и цифровая модель местности (справа)

DTED (Digital Terrain Elevation Data) Формат растровых файлов для конкретных высот, разработанный для военных целей, таких как анализ прямой видимости, трехмерная визуализация и планирование миссий. формат — это еще один формат растрового файла, зависящий от высот. Он был разработан в 1970-х годах для военных целей, таких как анализ прямой видимости, трехмерная визуализация и планирование миссий. Формат DTED поддерживает три уровня данных по пяти различным широтным зонам. Данные уровня 0 имеют разрешение приблизительно 900 метров; Данные уровня 1 имеют разрешение приблизительно 90 метров; а данные уровня 2 имеют разрешение примерно 30 метров.

Гибридные форматы файлов

База геоданных Недавно разработанный собственный формат файла ESRI, который поддерживает как векторные, так и растровые наборы данных объектов (например, точки, линии, полигоны, аннотации, JPEG, TIFF) в одном файле. — это недавно разработанный собственный формат файла ESRI, который поддерживает как векторные, так и растровые наборы данных объектов (например, точки, линии, полигоны, аннотации, JPEG, TIFF) в одном файле. Этот формат поддерживает топологические отношения и хранится в виде файла MDB. База геоданных была разработана как комплексная модель для представления и моделирования геопространственной информации.

Существует три различных типа баз геоданных. Персональная база геоданных Тип базы геоданных, разработанный для однопользовательского редактирования, когда два редактора не могут одновременно работать с одной и той же базой геоданных. был разработан для однопользовательского редактирования, при котором два редактора не могут одновременно работать с одной и той же базой геоданных. Персональная база геоданных использует формат файла СУБД Microsoft Access и поддерживает ограничение размера файла в 2 гигабайта, хотя было отмечено, что производительность начинает снижаться после того, как размер файла приближается к 250 мегабайтам. В настоящее время ESRI прекращает использование персональной базы геоданных, поэтому она не используется для создания новых данных.

Файловая база геоданных Тип базы геоданных, который позволяет только одному пользователю редактировать уникальные наборы данных объектов в базе геоданных. аналогичным образом разрешается только однопользовательское редактирование, но это ограничение применяется только к уникальным наборам классов объектов в базе геоданных.Файловая база геоданных включает в себя новые инструменты, такие как домены (правила, применяемые к атрибутам), подтипы (группы объектов с классом объектов или таблицей) и политики разделения/слияния (правила для управления и определения результатов операций разделения и слияния). Этот формат хранит информацию в виде двоичных файлов с ограничением по размеру в 1 терабайт и, как было отмечено, работает и масштабируется намного эффективнее, чем персональная база геоданных (примерно одна треть хранения геометрии объектов, требуемой для шейп-файлов и персональных баз геоданных). Файловые базы данных не привязаны к какой-либо конкретной системе управления реляционными базами данных и могут использоваться как на платформах Windows, так и на платформах UNIX. Наконец, файловые базы геоданных могут быть сжаты в форматы, доступные только для чтения, что дополнительно уменьшает размер файла без последующего снижения производительности.

Третий гибридный формат ESRI — база геоданных ArcSDE. Тип базы геоданных, разработанный для того, чтобы несколько редакторов могли одновременно работать с наборами данных объектов в одной базе геоданных. , что позволяет нескольким редакторам одновременно работать с наборами данных объектов в одной базе геоданных (так называемое управление версиями). Как и файловая база геоданных, этот формат может использоваться как на платформах Windows, так и на платформах UNIX. Размер файла ограничен 4 гигабайтами, а для его использования требуется лицензия ArcInfo или ArcEditor. База геоданных ArcSDE реализована на программном пакете SQL Server Express, который представляет собой бесплатную платформу СУБД, разработанную Microsoft.

Помимо базы геоданных, Adobe Systems Incorporated использует геопространственный формат PDF (Portable Document Format). Непатентованный формат файла, разработанный Adobe Systems, Inc., который позволяет представлять геометрические объекты, такие как точки, линии и многоугольники. — это формат с открытым исходным кодом, который позволяет представлять геометрические объекты, такие как точки, линии и многоугольники. Геопространственные файлы PDF можно использовать для поиска и маркировки пар координат, измерения расстояний, перепроецирования файлов и георегистрации растровых изображений. Этот формат особенно полезен, поскольку PDF широко признан предпочтительным стандартом для печати веб-документов. Несмотря на функциональное сходство, геопространственный PDF-файл не следует путать с форматом GeoPDF, разработанным TerraGo Technologies. Скорее, GeoPDF — это фирменная версия геопространственного PDF.

Наконец, Google Планета Земля поддерживает новый гибридный формат файлов с открытым исходным кодом, который называется KML (язык разметки замочной скважины). Гибридный формат файлов с открытым исходным кодом, разработанный для Google Планета Земля. . Файлы KML связывают точки, линии, многоугольники, изображения, трехмерные модели и т. д. со значением долготы и широты, а также с другой информацией о представлении, такой как наклон, направление, высота над уровнем моря и т. д. Обычно встречаются файлы KMZ, и они представляют собой заархивированные версии файлов KML.

В этом посте рассказывается о списках форматов файлов растровых данных в ГИС. В географической информационной системе есть только два метода, которые используются для хранения данных для обоих типов картографических ссылок, т. е. файлов ГИС с растровыми и векторными данными. И в этом посте мы поговорим о различных форматах файлов растровых данных в ГИС. Растровые данные очень полезны для анализа. Растровые данные представляют мир как поверхность, разделенную регулярной сеткой ячеек.

Модели растровых данных удобны для хранения постоянно меняющихся данных, таких как аэрофотоснимки, спутниковые изображения или поверхности высот. Существует два типа растровых данных: непрерывные и дискретные. Растр хранит данные в виде цифрового изображения, представленного уменьшаемыми и увеличиваемыми сетками, и эта сетка ячеек содержит значение, представляющее информацию, такую как температура, дискретные данные представляют такие функции, как данные о землепользовании или почвах.

Растровые данные представляют собой матрицу ячеек со значениями, представляющими координаты и иногда связанными с таблицей атрибутов, и это намного проще для многих комбинаций слоев. Растровые данные очень легко модифицировать или программировать благодаря простой структуре данных.

Теперь перейдем к основному вопросу, сколько форматов файлов имеют растровые данные? и здесь мы будем искать ответ в виде списков форматов файлов растровых данных в ГИС, показывающих все списки форматов данных.

Списки популярных форматов файлов растровых данных в ГИС

Переносимая сетевая графика (PNG)

Обеспечивает хорошее сжатие растровых файлов без потерь. Он поддерживает широкий диапазон битовой глубины от монохромного до 64-битного цвета. Его функции включают индексированные цветные изображения до 256 цветов и эффективные изображения без потерь до 16 бит на пиксель.

Объединенная группа экспертов по фотографии (JPEG2000)

Растровый формат с открытым исходным кодом. Сжатый формат допускает сжатие как с потерями, так и без потерь. JPEG 2000 — это непатентованный формат сжатия изображений, основанный на стандартах ISO, и обычно использует .jp2 в качестве расширения файла.Его преимущества заключаются в том, что он предлагает сжатие с потерями и без потерь, а файлы мира (.j2w) можно использовать для географической привязки изображения в программном обеспечении ГИС. Коэффициенты сжатия аналогичны форматам MrSID и ECW.

Формат обмена файлами JPEG (JFIF)

Стандартный метод сжатия для хранения полноцветных изображений и изображений в градациях серого. Поддержка сжатия JPEG обеспечивается через формат файла JFIF.

База данных бесшовных изображений с несколькими разрешениями (MrSID)

База данных бесшовных изображений с несколькими разрешениями (от Lizardtech). Формат сжатого вейвлета допускает сжатие как с потерями, так и без потерь. MrSID — это собственный формат программного обеспечения LizardTech GeoExpress для сжатия изображений, который обычно используется на ортоизображениях. Расширение файла MrSID — .sid. Сопутствующий файл с расширением .sdw и тем же префиксом, что и у .sid, используется в качестве файла привязки для географической привязки изображения MrSID.
Большинство изображений TIFF в оттенках серого сжимаются с помощью MrSID до 10:1 или 15:1. Цветные изображения обычно сжимаются до 30:1 или 40:1. GeoExpress также широко используется для создания мозаики изображений.
Самое последнее программное обеспечение ГИС, включая ArcGIS, может читать сжатые изображения MrSID без каких-либо дополнительных расширений. Однако ArcView 3.x требует расширения MrSID для доступа к изображениям. Плагины для других программ, таких как AutoCAD и Photoshop, могут потребоваться, а могут и не потребоваться.
Поддерживает поколения 2, 3 и 4.

Форма общих данных сети (netCDF)

Формат файла netCDF с условными обозначениями метаданных CF для данных наук о Земле. Двоичное хранилище в открытом формате с дополнительным сжатием. Обеспечивает прямой веб-доступ к подмножествам/агрегациям карт через протокол OpenNDAP.
Это машинно-независимые форматы данных, которые поддерживают создание, доступ и совместное использование массивов научных данных.
Библиотеки netCDF поддерживают несколько различных двоичных форматов для файлов netCDF:

Классический формат использовался в первом выпуске netCDF и до сих пор является форматом по умолчанию для создания файлов.
64-битный формат смещения был представлен в версии 3.6.0 и поддерживает большие размеры переменных и файлов.
Формат netCDF-4/HDF5 появился в версии 4.0; это формат данных HDF5 с некоторыми ограничениями.
Формат HDF4 SD поддерживается только для чтения.
Поддерживается формат CDF5 в сотрудничестве с проектом parallel-netcdf.

Цифровая растровая графика (DRG)

Цифровая растровая графика — это формат растрового файла. При сканировании бумажной топографической карты USGS для использования на компьютере создается цифровое изображение, называемое DRG. DRG, созданные USGS, обычно сканируются с разрешением 250 dpi, а затем DRG сохраняются в виде файла TIFF на сервере. Изображение растровых данных обычно включает исходную информацию о границах, называемую «воротником карты». Файл растровой карты проецируется с помощью UTM и географически привязывается к поверхности земли.

Цифровая растровая графика ARC (ADRG)

Цифровая растровая графика ARC — это стандартный цифровой продукт Национального агентства изображений и картографии (NIMA). ADRG предназначен для поддержки приложений, требующих фонового отображения растровой карты.
ADRG представляют собой оцифрованные карты и преобразованные диаграммы. Предполагаемым средством обмена для ADRG является компакт-диск (CD-ROM).
Карты ADRG преобразованы в специальную структуру георегистрации и сопровождаются вспомогательными файлами в кодировке ASCII. ADRG имеет географическую привязку с использованием системы растровых карт / карт с равными угловыми секундами (ARC), в которой земной шар разделен на 18 широтных полос или зон. Данные состоят из растровых изображений и другой графики, созданной путем сканирования исходных документов.

Улучшенная сжатая растровая графика ARC (ECRG)

Сжатая оцифрованная растровая графика ARC (CADRG)

CADRG представляет собой компьютерно-читаемую цифровую карту и графические изображения. они также являются форматами файлов растровых данных. Файлы CADRG обычно физически отформатированы в сообщении в формате передачи изображений в национальном формате (NITF). Он поддерживает различное оружие, управление боем на театре военных действий C3I, планирование миссий и системы цифровых движущихся карт. Данные CADRG извлекаются непосредственно из ADRG и других цифровых источников путем понижения дискретизации, фильтрации, сжатия и переформатирования в стандарт формата растрового продукта (RPF). Программа чтения CADRG может читать файлы CADRG с оболочкой сообщений NITF или без нее. Средство записи CADRG может создавать наборы данных CADRG с оболочкой сообщений NITF или без нее.

CADRG обеспечивает номинальную степень сжатия 55:1. ECRG использует сжатие JPEG 2000 с коэффициентом сжатия 20:1

Формат растрового продукта (RPF)

Формат растрового продукта, военный формат файла, указанный в MIL-STD-2411. RPF — это стандартная структура данных, разработанная в 1994 году как военный стандарт США для геопространственных баз данных. База данных RPF состоит из прямоугольных массивов значений пикселей (например, в оцифрованных картах или изображениях) в сжатой или несжатой форме.
Он был разработан как адаптируемый формат для охвата продуктов растровых данных в сжатой или несжатой форме. Цель состояла в том, чтобы позволить прикладному программному обеспечению использовать данные в формате RPF на машиночитаемом обменном носителе (например, CD-ROM) напрямую без дальнейших манипуляций или преобразования.
Основной формат CADRG и CIB.
Один файл — без стандартного расширения файла

Двоичный файл

Неформатированный файл, состоящий из растровых данных, записанных в одном из нескольких типов данных, где несколько каналов хранятся в BSQ (последовательные каналы), BIP (каналы, чередующиеся по пикселям) или BIL (каналы, чередующиеся по строкам). Географическая привязка и другие метаданные хранятся в одном или нескольких дополнительных файлах.
Формат Binary Terrain был создан в рамках проекта Virtual Terrain Project (VTP) для хранения данных о высоте в более гибком формате файла. Формат BT является гибким с точки зрения размера файла и системы пространственной привязки.

Расширенный сжатый вейвлет (ECW)

Сжатый формат вейвлета, часто с потерями. ECW — это собственный формат ERMapper для сжатия изображений. Это более новый формат, чем MrSID, но он набирает популярность благодаря бесплатным утилитам сжатия, доступным на веб-сайте ER Mapper. ECW является проприетарным форматом. Это основанное на вейвлетах сжатие с потерями, похожее на JPEG 2000.
Это запатентованный формат изображения с вейвлет-сжатием, оптимизированный для аэрофотоснимков и спутниковых изображений.
Этот формат можно использовать для рабочего стола, но при публикации вам потребуется лицензия расширения ECW for ArcGIS for Server.

Сетка ESRI — собственные двоичные форматы растровых изображений ASCII без метаданных, используемые Esri. Собственный формат Esri, который поддерживает 32-битные целочисленные и 32-битные растровые сетки с плавающей запятой. Сетки полезны для представления географических явлений, которые постоянно меняются в пространстве, а также для пространственного моделирования и анализа потоков, трендов и поверхностей, таких как гидрология.

Расширяемый формат N-мерных данных (NDF)

Формат, используемый для хранения данных, представляющих n-мерные массивы чисел, например изображения. Использует файлы-контейнеры (каталоги, содержащие файлы и каталоги) для управления объектами данных.

Виртуальный формат GDAL (VRT)

Это формат файла, созданный библиотекой абстракции геопространственных данных (GDAL). Это позволяет получить виртуальный набор данных из других наборов данных, которые может прочитать GDAL.

Тегированные форматы файлов изображений (TIFF)

Этот формат связан со сканерами. Он сохраняет отсканированные изображения и читает их. TIFF может использовать длину серии и другие схемы сжатия изображений. Он не ограничен 256 цветами, как GIF. Широкое использование в мире настольных издательских систем. Он служит интерфейсом для нескольких сканеров и графических пакетов. TIFF поддерживает черно-белые изображения, изображения в градациях серого, псевдоцветные и полноцветные изображения, причем все они могут храниться в сжатом или распакованном формате.
Поддерживается формат BigTIFF.

Форматы файлов изображений с геотегами (GeoTIFF)

Графический формат обмена (GIF)

Формат графического обмена. Формат файла для файлов изображений, обычно используемый в Интернете. Он хорошо подходит для изображений с четкими краями и относительно небольшим количеством градаций цвета. Формат растрового изображения, обычно используемый для небольших изображений.

Цифровая модель рельефа (ЦМР)

Представление непрерывных значений высоты над топографической поверхностью в виде регулярного массива z-значений, привязанных к общей вертикальной системе отсчета. ЦМР иногда используется как общий термин для ЦМР и ЦМР, только когда ЦМР представляет информацию о высоте без каких-либо дополнительных определений поверхности.
ЦМР может быть представлена в виде растровых данных (сетка квадратов, также известная как карта высот при представлении высот) или в виде векторной треугольной неправильной сети (TIN). Когда вы смотрите на цифровую модель рельефа (ЦМР) на карте, вы не видите матрицу ячеек. Вместо этого вы видите слой, обозначенный цветовой шкалой.

Цифровые модели рельефа, или ЦМР, имеют два типа отображения
Первый – данные о высоте 30 метров из четырехугольной карты масштаба 1:24 000, рассчитанной на семь с половиной минут. Во-вторых, это цифровые данные о местности в масштабе 1:250 000 с точностью до 3 угловых секунд. ЦМР производятся Национальным картографическим отделом Геологической службы США.
Цифровая модель рельефа (DEM) Стандарта передачи пространственных данных (SDTS)
Стандарт передачи пространственных данных (SDTS) был создан Геологической службой США. Целью этого формата была передача цифровых геопространственных данных между различными компьютерными системами в совместимом формате, который не терял бы никакой информации.

RS Landsat

Сетка ArcInfo

Бортовой радар с синтезированной апертурой (AIRSAR), поляриметрический

AIRSAR – это прибор, разработанный и управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА (JPL). ArcGIS поддерживает поляриметрические данные AIRSAR (POLSAR).

Растровый формат (BMP), аппаратно-независимый формат растрового изображения (DIB) или растровый формат Microsoft Windows

Файлы BMP представляют собой растровые изображения Windows. Обычно они используются для хранения изображений или картинок, которые можно перемещать между различными приложениями на платформах Windows.

Это сжатый растровый формат, используемый для распространения растровых морских карт MapTech и NOAA

Контролируемая база изображений (CIB)

Панхроматические (оттенки серого) изображения с географической привязкой и исправлением искажений из-за топографического рельефа, распространяемых NGA. Таким образом, они аналогичны цифровым ортофотоквадроциклам и имеют схожие области применения, например служат основой или фоном для других данных или простой карты.

Стандарт обмена цифровой географической информацией (DIGEST)

Наборы данных DIGEST – это цифровые копии графических продуктов, предназначенные для беспрепятственного охвата по всему миру. Данные ASRP преобразуются в систему ARC и делят земную поверхность на широтные зоны. Данные USRP привязаны к системам координат UTM или UPS. Оба основаны на данных WGS84.

Файловая база геоданных

База геоданных — это собственная структура данных для ArcGIS и основной формат данных для представления и управления географической информацией, такой как классы пространственных объектов, наборы растровых данных и атрибуты.

Заголовок ENVI

Когда ENVI работает с набором растровых данных, он создает файл заголовка, содержащий информацию, необходимую программному обеспечению. Этот файл заголовка может быть создан для нескольких форматов растровых файлов.

Golden Software Grid (.grd)

Поддерживаются три типа Golden Software Grid: Golden Software ASCII GRID (GSAG), Golden Software Binary Grid (GSBG) и Golden Software Surfer 7 Binary Grid (GS7BG).

Двоичный формат с координатной привязкой используется для хранения, передачи и обработки метеорологических архивных данных и данных прогнозов. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) отвечает за разработку и поддержание этого стандарта формата.

Иерархический формат данных (HDF) 4

Самоопределяющийся формат файла, используемый для хранения массивов многомерных данных.

Необработанные файлы высот SRTM, содержащие высоту, измеренную в метрах над уровнем моря, в географической проекции (массив широты и долготы), с пустотами, обозначенными с помощью -32768.

Подъем с высоким разрешением (HRE)

Данные HRE предназначены для широкого круга партнеров и членов Национального агентства геопространственной разведки (NGA) и Национальной системы геопространственной разведки (NSG), а также клиентов, не входящих в NSG, для доступа и использования стандартизированных продуктов данных. Данные HRE заменяют существующие нестандартные продукты данных о высоте местности/информации высокого разрешения (HRTE/HRTI), а также заменяют нестандартные продукты, называемые уровнями DTED с 3 по 6.
Этот формат данных аналогичен NITF.

Интегрированное программное обеспечение для тепловизоров и спектрометров (ISIS)

Формат ISIS Cube, созданный Геологической службой США (USGS) для отображения изображений планет. Поддерживаются версии 2 и 3.

Топографическая миссия Shuttle Radar (SRTM)

Формат HGT используется для хранения данных о высоте, полученных с помощью Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Могут отображаться файлы SRTM-3 и SRTM-1 v2.

Терраген

Файл Terragen Terrain был создан Planetside Software. Он хранит данные о высоте.

Растровый формат PCRaster.

Автор: Акшай Упадхьяй

Владелец и директор частной компании с ограниченной ответственностью, которая обслуживает отдельные и крупные отрасли в области карт и ГИС. Он является золотым медалистом в области M.Tech (пространственные информационные технологии) и владеет несколькими известными блогами и веб-сайтами, посвященными технологиям. Узнать больше Просмотреть все сообщения Акшая Упадхьяя

Одна мысль о «Списках форматов файлов растровых данных в ГИС»

Оставить ответ Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются данные ваших комментариев.

В своей простейшей форме растр состоит из матрицы ячеек (или пикселей), организованных в строки и столбцы (или сетку), где каждая ячейка содержит значение, представляющее информацию, например температуру. Растры – это цифровые аэрофотоснимки, снимки со спутников, цифровые изображения и даже отсканированные карты.

Данные, хранящиеся в растровом формате, представляют явления реального мира:

Тематические данные (также известные как дискретные) представляют такие характеристики, как данные о землепользовании или почвах.
Непрерывные данные представляют такие явления, как температура, высота над уровнем моря или спектральные данные, такие как спутниковые изображения и аэрофотоснимки.
Изображения включают отсканированные карты или чертежи и фотографии зданий.

Тематические и непрерывные растры могут отображаться как слои данных вместе с другими географическими данными на вашей карте, но часто используются в качестве исходных данных для пространственного анализа с помощью дополнительного модуля ArcGIS Spatial Analyst. Растровые изображения часто используются в качестве атрибутов в таблицах — они могут отображаться вместе с вашими географическими данными и использоваться для передачи дополнительной информации об объектах карты.

Несмотря на простоту структуры растровых данных, они исключительно полезны для широкого круга приложений. В ГИС использование растровых данных подпадает под четыре основные категории:

Растровые данные в ГИС обычно используются в качестве фонового изображения для других векторных слоев. Например, ортофотографии, отображаемые под другими слоями, дают пользователю карты уверенность в том, что слои карты выровнены в пространстве и представляют реальные объекты, а также дополнительную информацию. Тремя основными источниками растровых базовых карт являются ортофотоснимки с аэрофотоснимков, спутниковые снимки и отсканированные карты. Ниже показан растр, используемый в качестве базовой карты для дорожных данных.

Растры хорошо подходят для представления данных, которые постоянно меняются в ландшафте (поверхности). Они обеспечивают эффективный метод сохранения непрерывности в виде поверхности. Они также обеспечивают регулярное представление поверхностей. Значения высоты, измеренные от поверхности земли, являются наиболее распространенным применением карт поверхности, но другие значения, такие как осадки, температура, концентрация и плотность населения, также могут определять поверхности, которые можно анализировать в пространстве. В приведенном ниже растре отображается высота: зеленым цветом показаны более низкие отметки, а красными, розовыми и белыми ячейками — более высокие отметки.

Растры, представляющие тематические данные, могут быть получены путем анализа других данных. Распространенным приложением для анализа является классификация спутникового изображения по категориям земного покрова. По сути, это действие группирует значения мультиспектральных данных в классы (например, тип растительности) и присваивает категориальное значение. Тематические карты также могут быть получены в результате операций геообработки, объединяющих данные из различных источников, таких как векторные, растровые данные и данные рельефа. Например, вы можете обрабатывать данные с помощью модели геообработки, чтобы создать набор растровых данных, отображающий пригодность для конкретной деятельности. Ниже приведен пример классифицированного набора растровых данных, показывающий землепользование.

Растрами, используемыми в качестве атрибутов объекта, могут быть цифровые фотографии, отсканированные документы или отсканированные рисунки, относящиеся к географическому объекту или местоположению. Слой участка может иметь отсканированные юридические документы, идентифицирующие последнюю транзакцию для этого участка, или слой, представляющий входы в пещеры, может иметь изображения фактических входов в пещеры, связанные с точечными объектами. Ниже представлено цифровое изображение большого старого дерева, которое можно использовать в качестве атрибута ландшафтного слоя, который может поддерживаться городом.

Зачем хранить данные в виде растра?

Иногда у вас нет возможности хранить данные в виде растра; например, изображения доступны только в виде растра. Однако существует множество других объектов (таких как точки) и измерений (таких как осадки), которые можно хранить как в виде растровых, так и векторных данных.

Преимущества хранения ваших данных в виде растра заключаются в следующем:

Простая структура данных – матрица ячеек со значениями, представляющими координаты и иногда связанными с таблицей атрибутов.
Мощный формат для расширенного пространственного и статистического анализа.
Возможность представлять непрерывные поверхности и выполнять анализ поверхностей.
Возможность унифицированного хранения точек, линий, многоугольников и поверхностей.
Возможность быстрого наложения сложных наборов данных

Есть и другие соображения относительно хранения ваших данных в виде растра, которые могут убедить вас в использовании варианта хранения на основе векторов. Например:

Возможны пространственные неточности из-за ограничений, накладываемых размерами ячеек набора растровых данных.
Наборы растровых данных могут быть очень большими. Разрешение увеличивается по мере уменьшения размера ячейки; однако обычно стоимость также увеличивается как за счет дискового пространства, так и за счет скорости обработки. Для данной области изменение размера ячеек до половины текущего размера требует в четыре раза больше места для хранения, в зависимости от типа данных и используемых методов хранения.

Общие характеристики растровых данных

В наборах растровых данных каждая ячейка (которая также называется пикселем) имеет значение. Значения ячеек представляют явления, отображаемые набором растровых данных, такие как категория, величина, высота или спектральное значение. Категорией может быть класс землепользования, такой как пастбища, леса или дороги. Величина может представлять гравитацию, шумовое загрязнение или процент осадков. Высота (расстояние) может представлять собой возвышение поверхности над средним уровнем моря, которое можно использовать для получения свойств уклона, экспозиций и водосборных бассейнов. Спектральные значения используются в спутниковых снимках и аэрофотосъемке для представления коэффициента отражения света и цвета.

Значения ячеек могут быть положительными или отрицательными, целыми или с плавающей запятой. Целочисленные значения лучше всего использовать для представления категориальных (дискретных) данных, а значения с плавающей запятой — для представления непрерывных поверхностей. Дополнительные сведения о дискретных и непрерывных данных см. в разделе Дискретные и непрерывные данные. Ячейки также могут иметь значение NoData, обозначающее отсутствие данных. Информацию о NoData см. в разделе NoData в наборах растровых данных.

Растры хранятся в виде упорядоченного списка значений ячеек, например, 80, 74, 62, 45, 45, 34 и т. д.

Площадь (или поверхность), представленная каждой ячейкой, имеет одинаковую ширину и высоту и составляет равную часть всей поверхности, представленной растром. Например, растр, представляющий рельеф (то есть цифровая модель рельефа), может охватывать площадь в 100 квадратных километров. Если бы в этом растре было 100 ячеек, каждая ячейка представляла бы 1 квадратный километр одинаковой ширины и высоты (то есть 1 км x 1 км).

Размер ячеек может быть настолько большим или маленьким, насколько это необходимо для представления поверхности, передаваемой набором растровых данных, и объектов на поверхности, таких как квадратный километр, квадратный фут или даже квадратный сантиметр. Размер ячейки определяет, насколько грубыми или мелкими будут отображаться узоры или объекты в растре. Чем меньше размер ячейки, тем ровнее или детальнее будет растр. Однако чем больше количество ячеек, тем больше времени потребуется на их обработку, и это увеличит потребность в пространстве для хранения. Если размер ячейки слишком велик, информация может быть потеряна или тонкие закономерности могут быть скрыты. Например, если размер ячейки больше ширины дороги, дорога может отсутствовать в наборе растровых данных. На диаграмме ниже вы можете увидеть, как этот простой полигональный объект будет представлен набором растровых данных с различными размерами ячеек.

Положение каждой ячейки определяется строкой или столбцом, в котором она расположена в растровой матрице. По сути, матрица представлена декартовой системой координат, в которой строки матрицы параллельны оси x, а столбцы — оси y декартовой плоскости. Значения строки и столбца начинаются с 0. В приведенном ниже примере, если растр находится в системе координат универсальной поперечной проекции Меркатора (UTM) и имеет размер ячейки 100, местоположение ячейки 5,1 будет 300 500 на восток, 5 900 600 на север. .

Часто вам нужно указать экстент растра. Экстент определяется верхними, нижними, левыми и правыми координатами прямоугольной области, покрываемой растром, как показано ниже.

Типы данных ГИС

Типы данных ГИС: тип данных определяет, как компьютер сохраняет, обрабатывает и отображает результаты. Вы должны понимать эти различия, поскольку с каждым типом данных будут разные способы работы.

В растровых данных для представления данных используется регулярная сетка точек. Поскольку сетка регулярная, координаты x и y не нужно сохранять для каждой точки. Координаты углов и шаг сетки определяют координаты x и y для каждой точки сетки, которые можно вычислять по мере необходимости, а не сохранять (компьютерные вычисления могут быть дешевле, чем хранение и доступ к файлам). Каждая точка просто хранит значение в этом месте, хотя может указывать на справочную таблицу с объяснением кодирования. Более мелкие сетки приводят к лучшему разрешению за счет увеличения объема памяти, которая увеличивается пропорционально квадрату улучшенного разрешения.

Преимущества: регулярная сетка, быстрый доступ, эффективное хранилище, если нет данных для большей части области.

Некоторые растровые данные (например, высоты в ЦМР) могут интерполировать значения между значениями сетки, в то время как другие (например, сетки земного покрова) не могут. При интерполяции пиксели могут быть неочевидными, но поверхность станет слишком гладкой без деталей.

Эта сетка была увеличена далеко за пределы своего полезного диапазона, что позволяет вам четко видеть отдельные публикации.

Растровые изображения представляют собой 2,5D-сетку, а не настоящее 3D-изображение. Их можно рассматривать как однозначную функцию, z = f(x,y).

В векторных данных для представления данных используются сегменты прямых линий. Достаточно маленькие сегменты линии могут определить любую желаемую кривую. Для каждой точки должны быть сохранены координаты x и y. Каждая линия состоит из набора точек, а также некоторой информации о том, что представляет собой линия.Точка — это линия, состоящая из одной пары координат, а область — это линия, которая замыкается сама на себя, чтобы заключить область.

Точечные данные могут быть землетрясениями или вулканами. Точку можно рассматривать как вырожденную линию только с одной парой координат.
Линейные данные могут представлять собой границы плит, реки или следы ураганов.
Данные площади/полигона могут представлять собой страны, округа или озера. Это линия, которая замыкается сама на себя и окружает регион.

Геометрия может меняться в зависимости от масштаба. В небольшом масштабе город может быть точкой, но в большом масштабе это будет область. Точно так же в мелком масштабе река будет представлять собой линию, но в крупном масштабе ее лучше изобразить в виде области.

Этот набор векторных данных был увеличен далеко за пределы его полезного диапазона, что позволяет вам четко видеть отдельные сегменты линий.

Преимущества: хранение переменных, индексация и простая возможность связывать атрибуты с данными.

Векторные данные, как правило, только 2D, но формат шейп-файла может иметь высоты точек в качестве атрибута в базе данных или включаться в файл SHP (хотя это разрешено, на практике это редко включается).

Компромиссы

Хранение и скорость отображения
Точность
Можно улучшить работу с каждым типом данных.

Каждый тип данных собирается в целевом масштабе, который уравновешивает объем памяти компьютера, скорость отображения и затраты на сбор в зависимости от необходимого уровня детализации. Хотя компьютер может легко изменить масштаб отображения, это может иметь серьезные и нежелательные последствия для данных.

Читайте также: