Pyramiden werden zur Verbesserung der Performance verwendet. Sie sind eine reduzierte Version des ursprünglichen Raster-Datasets und können viele reduzierte Layer enthalten. Für jeden Layer der Pyramide wird ein Resampling im Verhältnis 2:1 durchgeführt. Unten findet sich ein Beispiel für zwei Ebenen von Pyramiden, die für ein Raster-Dataset erstellt wurden:
Pyramiden können die Anzeige von Raster-Daten beschleunigen, da nur die für die Anzeige erforderlichen Daten in der vorgegebenen Auflösung abgerufen werden. Bei der Verwendung von Pyramiden kann eine Kopie der Daten mit geringerer Auflösung schneller angezeigt werden, sobald das gesamte Dataset gezeichnet wird. Wenn Sie vergrößern, werden feinere Auflösungsstufen dargestellt. Die Qualität bleibt aber gut, denn Sie stellen ja der Reihe nach kleinere Flächen dar. Der Datenbankserver wählt anhand des Anzeigemaßstabs des Benutzers automatisch die geeignetste Pyramidenebene aus. Ohne Pyramiden müsste das gesamte Dataset von der Festplatte gelesen und der Bildinhalt auf eine geringere Größe neu berechnet werden. Dies wird als Anzeige-Resampling bezeichnet, das beim Aktualisieren der ArcGIS-Anzeige erfolgt.
Pyramiden müssen pro Dataset nur einmal erstellt werden. Anschließend wird beim Anzeigen des Raster-Datasets jedes Mal darauf zugegriffen. Je größer das Raster-Dataset ist, desto länger dauert die Erstellung der Pyramiden. Langfristig sparen Sie dadurch jedoch umso mehr Zeit.
Zwar können Sie keine Pyramiden für Raster-Kataloge erstellen, doch ist dies für jedes Raster-Dataset innerhalb des Raster-Katalogs möglich. Mosaik-Datasets sind Raster-Katalogen ähnlich. Sie können Pyramiden für jedes Raster-Dataset im Mosaik-Dataset und Übersichten für ein Mosaik-Dataset erstellen, vorausgesetzt, dass Sie bestimmte Werkzeuge in der Werkzeugleiste Mosaik-Dataset verwenden.
Pyramidendateien
Pyramiden werden in einer einzelnen Datei gespeichert, die sich im Allgemeinen neben den Quell-Rastern befindet. Es gibt zwei Typen von Pyramidendateien: eine Übersicht (OVR) und ein Dataset mit geringerer Auflösung (RRD). ArcGIS kann beide Typen von Pyramidendateien lesen, schreibt aber nur OVR-Dateien – mit einigen Ausnahmen (wie weiter unten beschrieben wird).
Eine RRD-Datei wird für ERDAS IMAGINE-Dateien erstellt.
Die OVR-Datei wird von ArcGIS ab Version 10 erstellt und verwendet. Ein Vorteil der OVR-Datei ist, dass sie entweder mit LZ77 oder mit JPEG-Komprimierung komprimiert werden kann. Beachten Sie bitte, dass die JPEG-Komprimierung nur mit Dateitypen verwendet werden kann, die Daten gemäß den JPEG-Spezifikationen speichern können. Wenn JPEG-Pyramiden ausgewählt werden, kann auch die Komprimierungsqualität der JPEG-Pyramiden angegeben werden.
Die Größe der Übersichtsdatei beträgt ungefähr 8 Prozent der Größe der ursprünglichen unkomprimierten Datei. Wenn die Pyramiden komprimiert sind, kann die OVR-Datei sogar noch kleiner sein (z. B. 2 Prozent). Es ist schwierig, die Größe einer OVR-Datei zu schätzen, da die Komprimierung von der Homogenität der Daten abhängt.
Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für die Zunahme der Speichergröße eines Raster-Datasets durch Pyramidenebenen abhängig von den verschiedenen Komprimierungstypen. Ebene 0 wird vom ursprünglichen Raster-Dataset gebildet.
| Ebene | Keine Komprimierung | LZ77-Komprimierung | JPEG-Komprimierung |
|---|---|---|---|
0 | 1,0 GB | 1,0 GB | 1,0 GB |
1 | 1,0655 GB | 1,0483 GB | 1,0133 GB |
2 | 1,0824 GB | 1,0606 GB | 1,0169 GB |
3 | 1,0866 GB | 1,0637 GB | 1,0179 GB |
4 | 1,0877 GB | 1,0645 GB | 1,0182 GB |
5 | 1,0880 GB | 1,0647 GB | 1,0183 GB |
6 | 1,0881 GB | 1,0647 GB | 1,0183 GB |
Methoden für das Pyramiden-Resampling
Es stehen drei Pyramiden-Resampling-Methoden zur Verfügung: "Nächster Nachbar", "Bilinear" und "Kubische Faltung". Die Standardeinstellung "Nächster Nachbar" ist normalerweise für jeden Typ von Raster-Dataset geeignet. Es wird jedoch empfohlen, den nächsten Nachbarn für diskontinuierliche (nominale) Daten oder Raster-Datasets mit Colormaps zu verwenden, z. B. Landnutzungsdaten, gescannte Karten und Falschfarbenbilder. Die bilineare Interpolation oder die kubische Faltung hingegen sollten für kontinuierliche Daten, z. B. Satellitenbilder oder Luftbilder, verwendet werden. Die bilineare Interpolation kann zwar schneller ausgeführt werden, doch sehen die Ergebnisse nicht so scharf aus wie die Ergebnisse der kubischen Faltung. Die bilineare Interpolation wird für 1-Bit-TIFFs oder IMGs empfohlen.
Mosaikieren und Ursprung von Raster-Datasets
Beim Mosaikieren von Raster-Daten in ArcSDE oder in einer File-Geodatabase können Pyramiden für ein Raster-Dataset erstellt werden, da Raster-Daten in das Raster-Dataset mosaikiert werden. Sie können auch erstellt werden, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist. ArcGIS ermöglicht das partielle Erstellen von Pyramiden, wobei nur der Teil der Pyramide erstellt wird, der während eines Mosaikierungsvorgangs von den Quelldaten überlappt wird. Dies erleichtert das Aktualisieren eines mosaikierten Raster-Datasets, da beim Hinzufügen eines neuen Raster-Datasets keine Pyramide für das gesamte Raster-Dataset neu erstellt werden muss. Wenn Sie die Daten jedoch am Ursprung des Raster-Datasets aktualisieren (Pyramiden-Referenzpunkt), muss die Pyramide für das gesamte Raster-Dataset neu erstellt werden.
Der Ursprung des Raster-Datasets liegt in der Koordinate des Raster-Datasets, die sich ganz links oben befindet. Das Erstellen der Pyramide beginnt bei dieser Koordinate und verläuft dann nach rechts und unten. Für das Mosaikieren von Daten links vom oder über dem Ursprung des Raster-Datasets muss dieser von ArcSDE so verschoben werden, dass er als Punkt ganz links oben erhalten bleibt. Für das Verschieben des bisherigen Ursprungs des Raster-Datasets muss ArcSDE die Pyramide neu erstellen. Das erneute Erstellen der Pyramide kann einen zeitaufwändigen Vorgang darstellen, insbesondere, wenn das Raster-Dataset aufgrund der Anzahl von Raster-Dataset-Quelldateien (oder anderer Raster-Datasets) angewachsen ist, die bereits darin mosaikiert wurden.
Da das erneute Erstellen der Pyramide einen solch zeitaufwändigen Vorgang darstellt, sollten Sie die linke obere Raster-Koordinate des Raster-Datasets durch eine Analyse der Quelldaten identifizieren und diese beim Erstellen des Raster-Datasets eingeben. Sie legen die X- und die Y-Koordinate für den Pyramiden-Referenzpunkt beim Erstellen des Raster-Datasets fest (siehe Raster-Dataset erstellen), anstatt die linke obere Koordinate des ersten eingefügten Raster-Datasets zu verwenden. Daher können Sie das Verschieben des Ursprungs des Raster-Datasets vermeiden, indem Sie beim Erstellen des Raster-Datasets einen Pyramiden-Referenzpunkt festlegen.