Grundlagen zu Rastern
Raster-Datasets dienen zur Darstellung geographischer Features, indem die Daten in diskontinuierliche quadratische oder rechteckige Zellen aufgeteilt werden, die in einem Gitter angeordnet sind. Jede Zelle verfügt über einen Wert, der Merkmale dieser Position wiedergibt, z. B. Temperatur, Höhe oder einen Spektralwert.
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Raster-Datasets werden in der Regel zur Darstellung und Verwaltung von Fernerkundungsdaten (Bildern), digitalen Höhenmodellen und zahlreichen anderen Phänomenen verwendet. Häufig dienen Raster zur Darstellung von Punkt-, Linien- und Polygon-Features. Im unten stehenden Beispiel wird die Darstellung einer Reihe von Polygonen als Raster-Dataset veranschaulicht.
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Raster können zur Darstellung von geographischen Daten verwendet werden (Features, Fernerkundungsdaten und Oberflächen) und weisen ein umfassendes Spektrum an analytischen Geoverarbeitungsoperatoren auf. Raster sind also nicht nur ein universeller Datentyp zur Darstellung von Fernerkundungsdaten im GIS, sondern werden auch häufig zur Darstellung von Features verwendet, wobei alle geographischen Objekte zur Verwendung bei der rasterbasierten Modellierung und Analyse aktiviert werden.
Raster in der Geodatabase
Bei einem Raster handelt es sich um eine Zusammenstellung von Zellen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. Raster sind im GIS häufig verwendete Datasets. Benutzer setzen in der Regel viele Raster-Dateien ein, viele Benutzer sehen jedoch die zunehmende Notwendigkeit, die Raster-Daten zusammen mit den anderen geographischen Informationen in einem DBMS zu verwalten. Die Geodatabase bietet eine sehr effektive Methode zur Verwaltung von Raster-Daten sowohl in File- als auch in ArcSDE-Geodatabases.
Strategien zur Verwaltung von Rastern
Es gibt zwei wichtige Datenmanagement-Strategien für Raster:
- Raster-Bereitstellung: Bei der schnellen Bereitstellung von Raster-Datasets im GIS verwenden Sie diese in der Regel unverändert, normalerweise als eine Reihe von Raster-Dateien. Hierbei kann es sich um eine Reihe eigenständiger Dateien handeln, oder Sie können die vorhandenen Datasets mit einer Technologie wie der Image-Erweiterung von ArcGIS Server als Sammlung verwalten und bereitstellen.
- Raster in der Geodatabase: Diese Strategie ist nützlich, wenn Sie Raster verwalten, Verhalten hinzufügen und das Schema steuern möchten, wenn Sie einen genau definierten Satz von Raster-Datasets im DBMS verwalten möchten, wenn Sie hohe Performance ohne Verlust von Inhalten und Informationen benötigen (keine Komprimierung) und wenn Sie darauf Wert legen, den gesamten Inhalt in einer Datenarchitektur verwalten zu können.
Geographische Eigenschaften von Raster-Daten
Für alle Raster-Datasets werden normalerweise vier geographische Eigenschaften erfasst. Diese sind nützlich für die Georeferenzierung und fördern das Verständnis der Struktur von Raster-Datendateien. Und sie geben wieder, wie Raster in der Geodatabase gespeichert und verwaltet werden.
Raster-Datasets weisen eine spezielle Methode zur Definition von geographischen Positionen auf. Sobald eine genaue Georeferenzierung der Zellen oder Pixel möglich ist, können die Zellenwerte in einem Raster einfach als geordnete Liste gespeichert werden. Jedes Raster-Dataset weist also in der Regel einen Header-Datensatz auf, der die geographischen Eigenschaften enthält, und der eigentliche Inhalt besteht aus einer einfachen Liste mit Zellenwerten.
Geographische Eigenschaften eines Rasters:
- Koordinatensystem
- Eine Referenz-Koordinate oder eine XY-Position (üblicherweise in der oberen oder unteren linken Ecke des Rasters)
- Zellengröße
- Zeilen- und Spaltenanzahl
Anhand dieser Informationen können Sie die Position einer bestimmten Zelle ermitteln. Wenn diese Informationen zur Verfügung stehen, werden in der Raster-Datenstruktur alle Zellenwerte der Reihe nach von der oberen linken Ecke bis zur unteren rechten Ecke aufgelistet, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
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Die Raster-Blocktabelle in der Geodatabase
Raster-Daten sind in der Regel viel größer als Features und müssen in eigenen Tabellen gespeichert werden. Eine gängige Orthofotografie kann z. B. 6700 Zeilen und 7600 Spalten umfassen (mehr als 50 Millionen Zellenwerte).
Damit bei diesen großen Raster-Datasets die Performance nicht beeinträchtigt wird, werden Geodatabase-Raster in kleinere Kacheln unterteilt (diese werden als "Blöcke" bezeichnet und umfassen in der Regel etwa 128 Zeilen und 128 Spalten oder 256 x 256). Diese kleineren Blöcke werden dann für jedes Raster in einer eigenen Tabelle gespeichert. Jede Kachel wird in der "Blocktabelle" in einer eigenen Zeile gespeichert, wie unten gezeigt.
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Diese einfache Struktur ermöglicht, dass jeweils nur die für eine bestimmte Ausdehnung erforderlichen Blöcke abgerufen werden müssen und nicht das ganze Bild. Darüber hinaus können zur Erstellung von Raster-Pyramiden verwendete Blöcke in derselben Blocktabelle als zusätzliche Zeilen gespeichert werden.
So können Sie Raster von enormer Größe im DBMS mit hoher Performance sowie Unterstützung des sicheren Zugriffs für mehrere Benutzer verwalten.
Erweitern von Rastern
Raster werden in GIS-Anwendungen immer häufiger verwendet. In der Geodatabase können Sie Raster für zahlreiche Zwecke verwalten: als eigene Datasets, als logische Dataset-Sammlungen und als Tabellenattribute.
Die Geodatabase bietet eine Reihe von Optionen, mit denen Benutzer die Verwaltung der Raster-Informationen erweitern können:
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Verwendung |
Zweck: | |||
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Hiermit können Sie sehr große, zusammenhängende Bild-Datasets und mosaikierte Raster verwalten.
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Ein Mosaik-Dataset ist ein Datenmodell, das eine Hybridform zwischen Raster-Katalog und Raster-Dataset ist und eine „on-the-fly“-Ansicht eines Raster-Katalogs wiedergibt. Sie ermöglichen es Ihnen, Sammlungen von Raster-Bilddaten zu speichern, zu verwalten, anzuzeigen und abzufragen.
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Diese dienen zahlreichen Zwecken, darunter:
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Hiermit können Sie Bilder oder gescannte Dokumente als Attribute in Tabellen speichern.
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