Наборы растровых данных представляют географические объекты разделением реального мира на непрерывные квадратные или прямоугольные ячейки, покрывающих координатную сеть (грид). Каждая ячейка имеет значение, используемое для предоставления характеристик о ее местоположении – температуры, высоты или спектрального значения.
Наборы растровых данных обычно используются для представления и управления совокупности изображений, цифровыми моделями рельефа и другими многочисленными явлениями. Часто растры используются как способ представления точечных, линейных и полигональных объектов. На примере ниже можно увидеть, каким образом набор полигонов может быть представлен в виде растрового набора данных.
Растры можно использовать для представления всей географической информации (пространственных объектов, изображений и поверхностей). Кроме того, для них существует богатейший набор аналитических инструментов геообработки. В добавление к тому, что растровые наборы данных являются универсальным типом данных для хранения наборов изображений в ГИС, они также широко применяются для представления объектов, делая возможным использование географических объектов в моделировании и анализе растровых данных.
Растры в базе геоданных
Растр это часто используемый набор данных в ГИС, представленный в виде набора ячеек, организованных в строки и столбцы. Пользователи обычно используют множество растровых файлов, и многие из них видят возрастающую потребность в управлении такими данными вместе с остальной географической информацией в СУБД. Базы геоданных предоставляют очень эффективные средства по управлению растровыми данными как в файловых, так и в многопользовательских базах геоданных.
Стратегии управления растрами
Важны две стратегии управления растровыми данными:
- Предоставление растров – Получая доступ к растровым наборам данных средствами ГИС, вам понравится способ их использования в виде серии растровых файлов. Это может быть серия независимых файлов, либо можно воспользоваться технологией наподобие дополнительного модуля Image для ArcGIS Image Server для управления и обслуживания этих наборов данных в совокупности.
- Растры в базе геоданных – Данную стратегию полезно использовать в случаях, когда вы хотите управлять растрами, добавлять поведение, и регулировать схему данных; когда вы хотите управлять определенным набором растровых наборов данных, являющихся частью СУБД; когда вам необходимо получить высокое качество содержащейся информации без потерь (без сжатия); и когда вы хотите управлять всем содержимым при помощи одной конфигурации данных.
Географические свойства растровых данных
Обычно для всех растровых наборов данных определяются четыре географических свойства. Они становятся полезными для географической привязки и помогают объяснить структуру файлов растровых данных. Эта концепция важна для понимания: она помогает объяснить, как растры хранятся и управляются в базе геоданных.
Наборы растровых данных специальным образом определяют географическое местоположение. Как только ячейки или пиксели могут быть с определенной степенью точности привязаны, не составит никакого труда получить упорядоченный список значений всех ячеек в растре. Это означает, что каждый набор растровых данных обычно хранит главную запись, содержащую географические свойства растра, и тело содержимого – в виде упорядоченного списка значений ячеек.
Географические свойства растра обычно включают:
- Его координатную систему.
- Опорную координату или местоположение в виде пары x,y координат (обычно это верхний левый угол или нижний левый угол растра).
- Размер ячейки
- Число строк и столбцов.
Эта информация может использоваться для нахождения местоположения любой определенной ячейки. При наличии этой информации, структура растровых данных представляет собой простой список значений всех ячеек в порядке вдоль каждого ряда от верхней левой ячейки к нижней правой ячейке, как показано ниже.
Таблица блоков растра базы геоданных
Растровые данные, как правило, намного больше по размеру, чем векторные данные и требует наличия вспомогательной таблицы для хранения. Например, типичный ортоснимок может иметь до 6 700 строк при 7 600 столбцов (более чем 50 миллионов значений ячеек).
Чтобы получить высокую производительность с такими большими растровыми наборами данных, растр в базе геоданных делится на меньшие элементы (понимаемые как блоки) со стандартным размером около 128 строк на 128 столбцов или 256 x 256. Эти более маленькие блоки в дальнейшем хранятся во вспомогательных таблицах для каждого растра. Каждый отдельный элемент (мозаики) хранится в отдельной записи в таблице блоков, как показано ниже.
Эта простая структура означает, что для отображения определенной области растра необходимо извлечение соответствующего блока вместо целого изображения. Кроме того, повторно извлекаемые блоки, используемые, для построения пирамид растра, могут храниться и управляться в той же таблице блоков в качестве дополнительной записи.
Это разрешает управлять в СУБД растрами огромных размеров, и обеспечивать очень высокую производительность и безопасный многопользовательский доступ.
Расширение растров
Растры достаточно интенсивно используются в приложениях ГИС. База геоданных может управлять растрами для многих целей: как индивидуальными наборами данных, логическими коллекциями наборов данных, и атрибутами изображений в таблицах.
Ряд возможностей базы геоданных позволяют пользователям расширить управление функциональностью растровой информации, как показано ниже:
| Использовать | Задача |
|---|---|
Управлять очень крупными, непрерывными наборами данных изображений и мозаикой растров.  | |
Набор данных мозаики – это модель данных, представляющая собой гибрид каталога растров и набора растровых данных, представляющего отображение "на лету" каталога растров. Они позволяют хранить, управлять, просматривать и делать запросы к коллекциям данных растровых изображений.  | |
Выполнить несколько назначений, в том числе
| |
Хранить картинки или отсканированные документы в виде атрибутов таблицы.  |
