5.3. Выборка значений ячейки и топология растровой модели

Значение ячейки может выбираться одним из трех способов:

• значение агрегируется по всем точкам пространства, покрываемым ячейкой;

• значения выбираются из точки, лежащей в центре ячейки;

• значения выбираются из точек, совпадающих с узлами сети.

Рис. 14. Способы выборки значений

Когда данные поступают из постороннего источника, бывает трудно определить, каким из трех способов выбраны значения ячеек. Однако принято считать, что для данных дистанционного зондирования в качестве стандартного принят первый способ, а для цифровых моделей местности - второй или третий.

Между вторым и третьим способом выборки нет принципиальных различий, но существует опасность перепутать соответствие номеров строк и столбцов растра реальным местоположением в пространстве. Если в растре есть m столбцов и n строк, то при использовании второго способа имеется nm центральных точек, а при использовании третьего способа - (n+1)(m+1) угловых точек.

Различия между способами выборки значений ячейки часто игнорируются, и растр понимается просто как массив ячеек.

Топологическая структура растра.

Начало координат растра - (x0,y0). Есть n строк и m столбцов. Каждая ячейка имеет размеры: a единиц в ширину и b единиц в высоту.

Рис. 15.Топологическая структура растра

Остальные углы растра определяются как:

Верхний левый угол: (x0,y0+nb)

Нижний правый угол: (x0+ma,y0)

Верхний правый угол: (x0+ma,y0+nb)

Центральная точка и границы ячейки в i-ой строке и j-ом столбце

Центральная точка: (x0+(j-0,5)a , y0+(i-0,5)b)

x0+(j-1)a < x < x0+ja

y0+(i-1)b < y < y0+ib

Если растр повернут относительно координатных осей, эти характеристики вычисляются немного сложнее. Вычислите эти характеристики самостоятельно. В некоторых ГИС, например, в MapInfo, для привязки растрового изображения трансформируется система координат, что с точки зрения вычислительной сложности является более простой задачей, чем трансформация растра.

Для ячеек, не лежащих на границе растра, есть четыре соседних ячейки, граничащих с данной по общему ребру. Это соседство называется соседством по фон-Нейману. Если учитываются ячейки, имеющие с данной общую вершину, то количество соседних точек увеличится до восьми. Для растра есть (n-2)(m-2) точек имеющих четыре соседних по ребру ячейкам. Наконец, есть 2(n-2)+2(m-2) ячейки с тремя соседними ячейками и четыре ячейки, имеющих две соседние.

Итого: (n-2)(m-2)+2(n-2)+2(m-2)+4=nm

5.4. Растровые слои

В большинстве случаев с ячейкой растра связано только одно значение. Совокупность этих ячеек со связанными значениями образуют растровый слой. База данных может содержать несколько таких слоев, но они должны быть идеально выровнены. Каждый слой должен быть совместим с остальными слоями. Во всех слоях должно быть одинаковое количество строк и столбцов, и они должны отображать одно местоположение в пространстве.

Типы данных ячеек

Типы значений, содержащихся в ячейках, зависят как от типа моделируемых географических сущностей, так и от используемого программного обеспечения ГИС. Различные системы позволяются использовать разные классы значений: целые числа, вещественные числа, строковые значения. Большинство систем, работающих с растровыми изображениями, используют для значений ячеек только целые числа.

Целые значения часто используются как коды, идентифицирующие класс покрываемой ячейкой территории:

0	Нет объекта
1	Сельхозземли
2	Лесные земли
3	Автодороги

Рис. 16. Кодирование классов целыми числами.