Растровые модели (РМ) В растровых моделях дискретизация осуществляется путем отображения исследуемой территории в виде пространственных ячеек, образующих регулярную сеть. При этом каждой ячейке РМ соответствует одинаковый по размерам участок поверхности. В ячейке содержится одно значение, усредняющее характеристику данного участка. Процедура формирования растра – пикселизация (растеризация). Пиксель (ячейка, picture element) – двухмерный элемент пространства. Форма ячеек чаще всего квадратная, но может быть и другой правильный многоугольник. Упорядоченная совокупность пикселей образует растр, который в свою очередь является моделью к-л геообъекта. Основание для выбора размера пикселя – технические возможности аппаратуры или «необходимая и достаточная» детальность объектов. Основное назначение РМ – непрерывное отображение поверхности. Преимущества Растровая модель 1. Простая структура данных 2. Простота получения 3. Эффективные оверлейные операции 4. Работа со снимками 5. Унификация описания территории 6. Непрерывное отображение поверхности Векторная модель 1. Компактная структура данных 2. Топология 3. Качественная графика 4. Широкие возможности по работе с БД

Растровое представление контуров территориальных единиц Растровое представление контуров территориальных единиц

РастрВектор р-н оз. Эльтон

Характеристики РМ: - разрешение – минимальный линейный размер участка поверхности, отображаемый одним пикселем. Измеряется в DPI – количество точек на 1 дюйм (2,54 см) - положение – номер строки (координата Y – сверху-вниз) и номер столбца (справа на лево) - ориентация – угол между направлением на север и положением колонок растра - значение – элемент информации (количественной или качественной). Об изображении говорят, что оно имеет определенное количество бит глубины цвета, приходящееся на один пиксель изображения. Форматы растровых данных: BMP; PCX; TIFF; JPEG; GIF... IMG, GeoTIFF… GRD, GRID, DEM… Получение РМ:Типы растровых данных: сканирование, фотографированиеизображения аэрофото, космофотоданные дистанционного зондирования (ДДЗ) растеризация векторных данныхкачественные данные (тематические) интерполяцииколичественные данные (ЦМР или DEM)

Бит – binary digit – двоичная цифра 0 или 1 (Напр. десятичные цифры от 0 до 9) 1 бит – 2 цвета – черно-белое изображение 4 бита – 16 цветов (2 4 ) (4 позиции – 16 комбинаций из 0 и 1) 1 байт – 8 битов – 256 цветов (2 8 )( – 256 комбинаций из 0 и 1) 2 байта – 16 бит – цветов (2 16 )( ) 3 байта – 24 бита - ~16 млн. цветов (2 24 )( ) 4 байта – 32 бита - True color (2 32 )( ) В спектре принято выделять три основные зоны – красную ( нм), зеленую ( нм) и синюю ( нм). Считается, что по цветовому тону глаз различает в спектре около 130 цветов, а по степени светлости около 100 ступеней каждого цвета. При синтезировании цвета на ЭВМ он так же является композицией трех основных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Модели цвета определяют систему координат цвета и подпространство, внутри которого каждый описываемый цвет представляется точкой. Некоторые цветовые модели: RGB (Red, Green, Blue) – цветовая модель – куб. Применяется для видеоэкранов. CMYK (Cyan, Magnetta, Yellow, Black) – голубой, малиновый, желтый, черный. Для печати. HSV (цветовой тон, насыщенность, значение) - цветовая модель – конус По форматам записи РМ делятся на: битовые (булевы); байтовые; целочисленные; действительные. В битовом формате каждая ячейка растра описывается значением 1 или 0. Такой формат требует для записи значения ячейки один бит. В байтовом формате диапазон значений пикселя расширяется до 256, т.е. до 8-ми бит, а в целочисленном и действительном форматах - до 16 и 32 бит соответственно. Наличие различных форматов позволяет оперировать с огромным числом значащих классов и диапа- зонами данных.

Тип данныхЗнак Радиометрический диапазон Применение unsigned 1-bit U10 to 1Bitmap images, "yes/no" conditions unsigned 2-bit U20 to 3Thematic data with 4 or fewer classes unsigned 4-bit U40 to 15Thematic data with 16 or fewer classes unsigned 8-bit U80 to 255 Thematic data with 256 or fewer classes, imported 8-bit ERDAS Ver. 7.X files unsigned 16-bit U16 0 to ( ) ( 0 to 65,535) Thematic data with 65,536 or fewer classes, imported 16-bit ERDAS Ver. 7.X files unsigned 32-bit U32 0 to ( ) (0 to 4,294,967,295) Continuous data requiring this range of values signed 8-bit S to ( ) (-128 to 127) Topographic data, continuous data requiring this range of values signed 16-bit S to ( ) (-32,768 to 32,767) Topographic data, continuous data requiring this range of values signed 32-bit S to ( ) (-2,147,483,648 to 2,147,483,647) Continuous data requiring this range of values Floating point single precision 32-bit F32 approximately ±(1.2х to 3.4 х10 38 ) Continuous data requiring this range of high-precision values Floating point double precision 64-bit F64 approximately ±(2.23 х to 1.79 х ) Continuous data requiring this range of high-precision values Complex 64-bit C64 F32 for real part, F32 for imaginary part Fourier transforms Complex 128-bit C128 F64 for real part, F64 for imaginary part Fourier All content Copyright © Leica Geosystems GIS & Mapping, LLC. Типы растровых данных (Raster Data Types), в программе ERDAS IMAGING

А Примеры растровых данных Б ВГ А – многоканаль- ный снимок ( Continuous ); Б – цифровая модель рельефа ЦМР, DEM ( Topographic ); В – тематическая карта ( Thematic ); Г – панхромати- ческий снимок ( Continuous );

Спектр электромагнитных волн Характеристики спектральных диапазонов и цветовых зон

Спектральная отражательная способность основных классов природных объектов (серым цветом показаны зоны атмосферного поглощения)

Разрешение - это мера способности оптической системы различать сигналы, которые пространственно близки или спектрально подобны. Для изображений, получаемых средствами ДЗ рассматриваются следующие типы разрешений: - спектральное - определяемое характерными интервалами длин волн электромагнитного спектра, к которым чувствителен датчик; - пространственное - определяемое линейным размером области (площадки) на земной поверхности, представляемой каждым пикселем; - радиометрическое (яркостное) - число возможных кодированных значений (уровней квантования) спектральной яркости в файле данных для каждой зоны спектра, указываемое числом бит; - временное - определяемое частотой получения снимков конкретной области. Четыре типа разрешения данных на примере снимка Ландсат ТМ в зоне 2

Получение информации о спектральном (1), радиометрическом (2) и пространственном (3) разрешении в окне ImageInfo программы ERDAS Imaging