Характеристика растровой модели, основы ее построения. Структурно-определенные растровые модели (регулярная прямоугольная и треугольная решетка, полигоны Тиссена), их характеристика. Принципы построения растровых моделей, необходимые программные средства.
Аннотация к работе
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Выполнила: Пиневич Светлана, студентка 3 курса ФЗО профиль «прикладная метеорология».Актуальность темы курсовой работы обусловлена широкой потребностью географических исследований данных о рельефе в качественной форме, в связи с возрастающей ролью геоинформационных технологий при решении различных задач, необходимостью повышения качества и эффективности методов создания и использования растровых моделей рельефа, обеспечения достоверности создаваемых моделей. Цель исследования: рассмотреть растровую модель пространственных данных как одну из эффективных и распространенных, принципы и методы построения модели, ее структуру.В растровых моделях дискретизация осуществляется наиболее простым способом - весь объект (исследуемая территория) отображается в пространственные ячейки, образующие регулярную сеть. В растровых моделях в качестве атомарной модели используют двухмерный элемент пространства - пиксель (ячейка). Например, когда граница двух типов покрытий может проходить через центр элемента растра, элементу дается значение, характеризующее большую часть ячейки или ее центральную точку. Для растровых моделей существует ряд характеристик: разрешение, значение, ориентация, зоны, положение. В силу простоты этот способ получил наибольшее распространение; растровые данные проще для обработки по параллельным алгоритмам и этим обеспечивают более высокое быстродействие по сравнению с векторными; некоторые задачи, например создание буферной зоны, много проще решать в растровом виде; • многие растровые модели позволяют вводить векторные данные, в то время как обратная процедура весьма затруднительна для векторных моделей; • процессы растеризации много проще алгоритмически, чем процессы векторизации, которые зачастую требуют экспертных решений.Модель треугольной нерегулярной сети (TIN) в значительной мере альтернативна цифровой модели рельефа, построенной на регулярной сети. Модель TIN используется для цифрового моделирования рельефа. При построении TIN-модели дискретно расположенные точки соединяются линиями, образующими треугольники. Данная модель позволяет использовать в качестве элементов мозаики более сложные многоугольники, но их всегда можно разбить на треугольники. В векторных ГИС модель TIN можно рассматривать как полигоны с атрибутами угла наклона, экспозиции и площади, с тремя вершинами, имеющими атрибуты высоты, и с тремя сторонами, характеризующимися углом наклона и направлением.Растровые модели пространственных данных основаны на способах квантования пространства с помощью регулярных сеток, каждый элемент которых содержит идентификатор, к которому можно связать неограниченный по длине набор атрибутов. Растровый способ представления пространственных данных служит более точным аналогом реального мира, поскольку являет собой меньшую абстракцию с точки зрения содержательных свойств, воспринимаемых наблюдателем непосредственно. 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. Недостатком растрового представления информации является значительный объем файлов, сказывающийся в основном на скорости обработки информации на компьютерах с небольшими размерами оперативной памяти и времени вывода изображения на экран. Для преодоления подобных недостатков используются различные способы сжатия (упаковки) информации от простейшего группового или лексикографического кода (run length code), до создания иерархической пирамидной структуры (pyramid layers, reduced resolution datasets) или организации сблокированной структуры с прямым доступом к каждому блоку - обычно небольшому квадратному участку изображения.Программные средства, использующие растровые цифровые модели делятся на четыре группы. К первой группе относятся пакеты, использующие растровые изображения в качестве подложек, в том числе и для векторного ввода информации. Средств тематической обработки растра в этих пакетах не предусмотрено по определению. Вторая группа средств ПО - системы обработки ДДЗ и растрового анализа представляют собой яркий пример программ, обладающих широким спектром средств и способов работы с растровыми моделями данных. Вся мощь технологий этих пакетов направлена на качественное и количественное преобразование значительного объема растровой информации с целью дешифрирования, то есть создания растровых карт и их дальнейшего анализа с помощью полуавтоматических методов и зашитых в пакет автоматических средств.В заключение можно отметить возросшую роль растровых моделей данных как инструмента оценки состояния процессов и явлений и средства помощи в принятии решений. С ростом возможности компьютерной техники в области хранения и обработки больших файлов, положительные свойства растровых моделей все более и более превалируют над недостатками, поэтому будущее аналитических ГИС-пакетов несомненно за ПО, ориентированные а работу с растровыми моделями.