Форматы файлов ГИС - GIS file formats

А Формат файла ГИС стандарт кодирования географическая информация в компьютерный файл. Они создаются в основном государственными картографическими агентствами (такими как USGS или же Национальное агентство геопространственной разведки ) или ГИС разработчики программного обеспечения.

Растр

Дальнейшая информация: Растровая графика

Тип растровых данных - это, по сути, любой тип цифрового изображения, представленный сокращаемыми и увеличиваемыми сетками. Любой, кто знаком с цифровой фотографией, узнает Пиксель растровой графики как наименьший индивидуальный строительный блок элемента сетки изображения, который обычно трудно идентифицировать как форму артефакта, пока изображение не будет создано в очень большом масштабе. Комбинация пикселей, составляющих схему формирования цвета изображения, будет составлять детали изображения, в отличие от обычно используемых символов местоположения точек, линий и полигональных областей. масштабируемая векторная графика как основу векторной модели отрисовки атрибутов площадей. В то время как цифровое изображение связано с его выводом, объединяющим его детали на основе сетки в качестве идентифицируемого представления реальности, в фотографии или художественном изображении, переданном в компьютер, растровый тип данных будет отражать оцифрованную абстракцию реальности, с которой имеет дело тона заполнения сетки или объекты, количества, соединенные или открытые границы и рельеф карты схемы. Аэрофотоснимки - это одна из часто используемых форм растровых данных с одной основной целью: отображение подробного изображения на области карты или для визуализации идентифицируемых объектов путем оцифровки. Дополнительные наборы растровых данных, используемые ГИС, будут содержать информацию о высоте, цифровая модель рельефа, или отражательная способность определенной длины волны света, Landsat, или другие индикаторы электромагнитного спектра.

Цифровая модель рельефа, карта (изображение) и векторные данные

Тип растровых данных состоит из строк и столбцов ячеек, в каждой ячейке хранится одно значение. Растровые данные могут быть растровыми изображениями, каждый пиксель (или ячейка) которых содержит значение цвета. Дополнительные значения, записанные для каждой ячейки, могут быть дискретными значениями, такими как землепользование, непрерывными значениями, такими как температура, или ноль значение, если данные недоступны. Хотя в ячейке растра хранится одно значение, ее можно расширить, используя полосы растра для представления цветов RGB (красный, зеленый, синий), цветовых карт (отображение между тематическим кодом и значением RGB) или расширенной таблицы атрибутов с одной строкой. для каждого уникального значения ячейки. Разрешение набора растровых данных - это ширина его ячейки в наземных единицах.

Растровые данные хранятся в различных форматах; от стандартной файловой структуры TIFF, JPEG и т. д. до двоичный большой объект (BLOB) данные, хранящиеся непосредственно в система управления реляционной базой данных (РСУБД) аналогично другим классам векторных объектов. Хранилище базы данных при правильной индексации обычно позволяет быстрее извлекать растровые данные, но может потребовать хранения миллионов записей значительного размера.

Примеры растров

  • ADRG – Национальное агентство геопространственной разведки Цифровая растровая графика ARC (NGA)[1]
  • Двоичный файл - Неформатированный файл, состоящий из растровых данных, записанных в одном из нескольких типы данных, где несколько диапазонов сохраняются в BSQ (чередование диапазонов), BIP (чередование диапазонов по пикселям) или BIL (чередование диапазонов по строкам). Географическая привязка и другие метаданные хранятся в одном или нескольких файлы с коляской.[2]
  • Цифровая растровая графика (DRG) - цифровое сканирование бумаги USGS топографическая карта
  • ЭКРГ – Национальное агентство геопространственной разведки Расширенная сжатая растровая графика ARC (NGA) (лучшее разрешение, чем у CADRG, и без потери цвета)
  • ECW - Улучшенный сжатый вейвлет (от ERDAS). Формат сжатого вейвлета, часто с потерями.
  • Сетка Esri - проприетарный двоичный и без метаданных ASCII растровые форматы, используемые Esri
  • GeoTIFF – TIFF вариант, обогащенный соответствующими метаданными ГИС
  • IMG - ERDAS IMAGINE формат файла изображения
  • JPEG2000 - Растровый формат с открытым исходным кодом. Сжатый формат, допускающий сжатие как с потерями, так и без потерь.
  • MrSID - База данных бесшовных изображений с несколькими разрешениями (от Lizardtech). Сжатый вейвлет-формат допускает сжатие как с потерями, так и без потерь.
  • netCDF-CF - формат файла netCDF с Условные обозначения CF medata для данных науки о Земле. Двоичное хранилище в открытом формате с дополнительным сжатием. Обеспечивает прямой веб-доступ к подмножествам / группам карт через OPeNDAP протокол.
  • RPF - Растровый формат продукта, военный формат файла, указанный в MIL-STD-2411[3]
    • CADRG - Сжатый ADRG, разработанный NGA, номинальное сжатие 55: 1 по сравнению с ADRG (тип формата растрового продукта)
    • CIB - База контролируемых изображений, разработанная NGA (тип формата растрового продукта)

Примеры сетки

Используется для возвышения:

Вектор

Дальнейшая информация: Векторная графика

В ГИС географические объекты часто выражаются векторами, рассматривая эти объекты как геометрический формы. Разные географические особенности выражаются разными типами геометрии:

Простая векторная карта, использующая каждый из векторных элементов: точки для колодцев, линии для рек и многоугольник для озера
Точки нулевой размерности используются для географических объектов, которые лучше всего могут быть выражены с помощью единственной точки, другими словами, с помощью простого местоположения. Примеры включают колодцы, пики, интересующие объекты и следы. Точки передают наименьшее количество информации об этих типах файлов. Точки также можно использовать для обозначения областей при отображении в мелком масштабе. Например, города на карте мира могут быть представлены точками, а не многоугольниками. С точечными объектами измерения невозможны.
Одномерные линии или полилинии используются для линейных объектов, таких как реки, дороги, железные дороги, тропы и топографические линии. Опять же, как и в случае с точечными объектами, линейные объекты, отображаемые в мелком масштабе, будут представлены как линейные объекты, а не как многоугольники. Линейные объекты могут измерять расстояние.
Двумерные многоугольники используются для географических объектов, которые покрывают определенный участок земной поверхности. Такие объекты могут включать озера, границы парков, здания, границы города или землепользование. Полигоны передают большую часть информации о типах файлов. Полигональные объекты могут измерять периметр и площадь.

Каждая из этих геометрических фигур связана со строкой в ​​базе данных, которая описывает их атрибуты. Например, база данных, описывающая озера, может содержать глубину озера, качество воды, уровень загрязнения. Эта информация может использоваться для создания карты для описания определенного атрибута набора данных. Например, озера можно раскрасить в зависимости от уровня загрязнения. Также можно сравнивать разные геометрические формы. Например, ГИС можно использовать для определения всех колодцев (точечная геометрия), которые находятся в пределах одного километра от озера (геометрия многоугольника), которое имеет высокий уровень загрязнения.

В векторных объектах можно сделать так, чтобы они уважали пространственную целостность, применяя правила топологии, такие как «полигоны не должны перекрываться». Векторные данные также можно использовать для представления непрерывно меняющихся явлений. Контурные линии и триангулированные нерегулярные сети (TIN) используются для представления высоты или других постоянно меняющихся значений. В TIN записываются значения в точках, которые соединены линиями, образуя неправильную сетку из треугольников. Лица треугольников представляют поверхность местности.

Примеры векторных изображений

Смотрите также: Сравнение форматов векторных файлов ГИС

Преимущества и недостатки

Использование растровой или векторной модели данных для представления реальности имеет несколько важных преимуществ и недостатков:

  • Наборы растровых данных записывают значение для всех точек в покрываемой области, что может потребовать больше места для хранения, чем представление данных в векторном формате, который может хранить данные только там, где это необходимо.
  • Обработка растровых данных менее затратна в вычислительном отношении, чем векторная графика.
  • Комбинирование значений и написание собственных формул для комбинирования значений из разных слоев намного проще при использовании растровых данных.
  • При наложении нескольких составных частей растровых изображений возникают проблемы с прозрачностью и псевдонимом.
  • Векторные данные позволяют визуально гладко и легко выполнять операции наложения, особенно с точки зрения графики и информации, управляемой формами, такой как карты, маршруты и пользовательские шрифты, которые сложнее использовать с растровыми данными.
  • Векторные данные могут отображаться как векторная графика используется на традиционных картах, тогда как растровые данные будут отображаться как изображение которые могут иметь блочный вид границ объекта. (в зависимости от разрешения растрового файла).
  • Векторные данные может быть проще зарегистрировать, масштабировать и перепроектировать, что может упростить объединение векторных слоев из разных источников.
  • Векторные данные более совместимы со средами реляционных баз данных, где они могут быть частью реляционной таблицы как обычный столбец и обрабатываться с использованием множества операторов.
  • Размеры векторных файлов обычно меньше размеров растровых данных, которые могут быть в десятки, сотни и более раз больше, чем векторные данные (в зависимости от разрешения).
  • Векторные данные проще обновлять и поддерживать, в то время как растровое изображение необходимо полностью воспроизводить. (Пример: добавлена ​​новая дорога).
  • Векторные данные предоставляют гораздо больше возможностей для анализа, особенно для «сетей», таких как дороги, электроэнергетика, железная дорога, телекоммуникации и т. Д. (Примеры: лучший маршрут, крупнейший порт, аэродромы, соединенные с двухполосными автомагистралями). Растровые данные не будут иметь всех характеристик отображаемых объектов.

Непространственные данные

Дополнительные непространственные данные также могут быть сохранены вместе с пространственными данными, представленными координатами векторной геометрии или положением ячейки растра. В векторных данных дополнительные данные содержат атрибуты объекта. Например, многоугольник инвентаризации леса может также иметь значение идентификатора и информацию о породах деревьев. В растровых данных значение ячейки может хранить информацию об атрибутах, но оно также может использоваться как идентификатор, который может относиться к записи в другой таблице.

В настоящее время разрабатывается программное обеспечение для поддержки принятия пространственных и непространственных решений, причем решения пространственных проблем интегрируются с решениями непространственных проблем. Конечный результат с этими гибкими системами поддержки принятия пространственных решений (FSDSS)[4] Ожидается, что неспециалисты смогут использовать ГИС, наряду с пространственными критериями, и просто интегрировать свои непространственные критерии для просмотра решений многокритериальных проблем. Эта система предназначена для помощи в принятии решений.

Другие форматы файлов ГИС

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Оцифрованная растровая графика дуги (ADRG)". Цифровое сохранение. Библиотека Конгресса. 2011-09-25. Получено 2014-03-13.
  2. ^ «Различные поддерживаемые растровые форматы GDAL».
  3. ^ «Формат растрового продукта». Цифровое сохранение. Библиотека Конгресса. 2011-10-27. Получено 2014-03-13.
  4. ^ Гао, Шан. Пэйнтер, Джон. И Дэвид Сундарам, (2004) «Гибкая поддержка пространственного принятия решений» Proc. 37-й Гавайской международной конференции по системным наукам 5–8 с. 10