Система координат растра.

Система координат растра.
1000,0 X
0,0
Растр
0,900
Y
В графических редакторах координаты
растра отсчитываются от левого
верхнего угла (0,0) увеличиваясь вправо
и вниз.
1000,0 X
0,0
Растр
-0,900
Y
В ArcGis нетрансформированный
(«непривязанный») растр также
имеет координаты левого верхнего
угла 0,0, но растут координаты на С и
на В
Координатное пространство растра.
0,0
Координатное пространство растра.
Разрешение сканирования.
Если известен масштаб карты, можно вычислить пространственное разрешене:
Для карты масштаба 1 : 100 000:
2,54
 0,01693
150
0,01693 *1000  17 м
Система координат растра.
0,0
Координатное пространство
изображения
Координатное пространство реального мира
Геометрическая трансформация и перекодировка.
Процесс преобразования растрового набора данных из координатного пространства изображения в
координатное пространство реального мира или преобразование растра из одной
картографической проекции в другую называется геометрической трансформацией,
а присвоение новых значений ячейкам растра – перекодировкой.
Билинейная интерполяция и кубическая
свёртка неприменимы к данным,
представленным в номинальной или
порядковой шкалах.
Приравнивание к ближайшему соседу
Билинейная интерполяция
Кубическая свёртка
Мировой файл.
Параметры преобразования растра в координатную систему реального мира
(карты) хранятся в теле файла, если это позволяет формат файла (файлы tiff,
img) или в специальном «мировом» файле, который «понимают» все ГИС.
Мировой файл должен иметь такое же имя, что и файл
растра и расширение, согласно таблице:
image.tif
image.tfw, или image.tifw
image.bil
image.blw или image.bilw
image.jpg
image.jgw или image.jpgw
image.img
image.igw или imgw
Пересчёт координат производится по уравнениям полиноминальной регрессии
с использованием коэффициентов, записанных в мировом файле
x1 = Ax + By + C
y1 = Dx + Ey + F
X1, Y1 = рассчитываемые координаты пикселя на карте;
x – номер столбца пикселя на изображении
y - номер строки пикселя на изображении
A – размер пикселя в единицах карты по оси X
E - размер пикселя в единицах карты по оси Y (отрицательный)
B, D - коэффициенты поворота
C, F - x,y-координаты карты для левого верхнего пикселя
Мировой файл
0.96244237085134787
0.05060584733328731
0.05016954334479548
- 0.96222668617573082
400507.97554609523
7486629.4221461210
A
D
B
E
C
F
Представление объектов в растровом наборе данных.
Точечные объекты
представляются мельчайшим
элементом растра - ячейкой.
Поскольку ячейка обладает
площадью, точность
местоположения точечного объекта
составляет плюс -минус половина
размера ячейки.
Линейные объекты
представляются в виде
последовательности связанных
ячеек. При этом точность
представления зависит от
разрешения растрового набора
данных.
Площадные объекты, как и
линейные представляются
последовательностью квадратных
ячеек, что приводит к
возникновению ступенчатых границ
и существенной потере точности.
Визуализация растровых данных.
(RGB-Синтез, уникальные значения, растяжка, классификация, цветовая карта)
RGB – синтез.
Используется для многоканальных растров.
Каналы 3, 5, 7
Каналы 1, 2, 3
Каналы 1, 3, 5
RGB – синтез.
Каналы 3, 5, 7
Каналы 3, 5, 7 + слияние с
панхроматическим каналом
Растяжка
Используется для визуализации одноканальных (монохромных) растров и для
регулировки контрастности многоканальных растров.
На гистограммах серым цветом показаны входные значения растра, а красным – «растянутые» выходные.
Классификация.
Классификация используется для отображения одноканальных
растровых слоев (в т.ч. гридов). С помощью этого метода отображаются
тематические растры, используя группировку значений ячеек в классы.
Уникальные значения.
Цветовая карта.
Кластеры
1
2
3
4
5
6
Карта прогноза магнитуды землетрясения
Карта распределения кластеров
Используются для одноканальных
тематических растров
Используются для одноканальных
растров, имеющих цветовую карту
Создание растров.
Основные характеристики сканера
* Оптическое разрешение
* Аппаратное разрешение
* Тип оптической системы
* Разрядность цвета
* Тип подключения к компьютеру.
Портативный сканер.
Планшетный сканер.
Ручной сканер.
Схема устройства планшетного сканера.
Барабанный сканер.
Форматы графических файлов
TIFF (Tagged Image File Format)
Является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы
Поддерживает множество типов изображений от битового (1-, 2-, 4-, 8-, 24- и 32битные изображения) и индексированных цветов до LAB, CMYK и RGB).
Может содержать неограниченное число изображений (слоёв).
Хранит в своем теле подробную информацию об изображении (метаданные).
Использует несколько видов сжатия, в т.ч. LZW-компрессию – сжатие без потерь.
Поддерживается практически всеми графическими программами на РС и Макинтош.
Заголовок
Директория IFD
Данные тэга 1
Данные тэга 2
Тэг 1
Тэг 2
Тэг 3
…
Данные тэга 3
…
Директория IFD
Тэг
….
...
GeoTIFF — открытый формат метаданных, позволяющий
включать информацию о географической привязке в файлы TIFF.
Может включать в себя вид картографической проекции, систему
географических координат, датум и любую другую информацию,
необходимую для точного пространственного ориентирования
космического снимка. Формат GeoTIFF полностью совместим с
форматом TIFF 6.0, поэтому программное обеспечение без
поддержки GeoTIFF сможет открывать изображения.
Дельта р. Лена
JPEG (Joint Photographic Experts Group)
JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения.
При каждом сохранении документа в этом формате процесс ухудшения качества изображения
носит лавинообразный характер. Наиболее целесообразно будет корректировать изображение
в каком-нибудь другом подходящем формате, например TIFF, и лишь по завершению всех
работ окончательная версия может быть сохранена в JPEG.
Часть данных в изображении просто отбрасывается, особенно это касается тонких деталей.
Текст, особенно мелкий, а также линии будут искажаться в первую очередь. Чем больше
степень сжатия изображения, тем хуже будет читаться текст.
JPEG малопригоден для хранения чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий
контраст между соседними пикселями приводит к появлению заметных артефактов.
Такие изображения целесообразно сохранять в форматах без потерь, таких как TIFF,
GIF или PNG.
GIF (Graphics Interchange Format)
Использует только режим индексированных цветов (не более 256)
(без потери качества) поэтому изображения имеют резкие цветовые
переходы. GIF может безнадежно испортить красивую фотографию,
втиснув ее в свою 256-цветную палитру.
В этом формате удобно хранить сканированные геологические карты.
Встроена возможность использования режима постепенного проявления
изображения (interleaved)
В GIF89А есть дополнительный альфаканал для реализации эффекта
прозрачности (одна градация) и
возможность хранить в одном файле
несколько картинок с указанием
времени показа каждой (анимация).
Срок действия последнего патента на GIF истёк 11 августа 2006 года.
PNG (Portable Network Graphics)
PNG поддерживает три основных типа растровых изображений:
Полутоновое изображение (с глубиной цвета 16 бит)
Цветное индексированное изображение (палитра 8 бит для цвета глубиной 24 бит)
Полноцветное изображение (с глубиной цвета 48 бит)
Сжатие без потерь качества. В отличие от GIF или TIFF сжимает растровые изображения
не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень
сжатия позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности.
Создавался для интернета, в его заголовке не предназначено место для
дополнительных параметров Он хорош для публикации высококачественной
растровой графики в интернете.
Сжатые индексированные
файлы PNG, как правило,
меньше аналогичных GIF'ов,
PNG RGB меньше
соответствующего файла в
формате TIFF.
MrSID (сокр. от multiresolution seamless image database) — формат
графических файлов (с расширением .sid), разработанный и
запатентованный компанией LizardTech. Используется для сжатия
растровой графики, используемой в ГИС, например, для
ортографически скорректированной аэрофотосъемки.
ESRI (ArcGis, Erdas Imagine) используется собственный формат
IMG, в котором хранится как сам растр, так и сопровождающие его
данные, включая сведения о картографической проекции, опорных
точках, статистику.