Úvod do geografických informačních systémů (GIS)
Datové modely používané v GIS pro ukládání prostorových dat
Studijní článek: Pravidelná čtvercová mřížka – nejpoužívanější rastrová reprezentace
Princip pravidelné čtvercové mřížky
Definice pro dvourozměrný prostor (2D): Čtvercová mozaika (mřížka) je v souřadnicovém systému jednoznačně definována souřadnicemi počátečního bodu, velikostí buňky a počtem buněk ve směru X a Y, viz. obr
.
V geometrii nastává problém metriky:
Metrika je způsob definice vzdálenosti dvou buněk. V GIS jsou používány nejčastěji následující typy metrik:
- Bloková metrika - vzdálenost středů dvou buněk je definována jako minimální počet překonaných hran (diagonální vzdálenost, tj. vzdálenost buněk sousedících rohem, je 2).
- Šachovnicová metrika - vzdálenost středů dvou buněk je definována jako minimální počet překonaných hran či rohů (diagonální vzdálenost je 1), viz animace
, bod
.
- Euklidovská metrika - vzdálenost středů dvou buněk A a B je definována jako
, kde xa,ya a xb,yb jsou souřadnice středů buňěk A a B. Diagonální vzdálenost je potom rovna velikostí hrany buňky násobené
viz animace
, bod
.
Použití dvourozměrných matic je výhodné, jelikož jsou:
- dobře definovatelné matematickým aparátem,
- jednoduše implementovatelné jako základní datový typ většinou programovacích jazyků (2D pole),
- obecně použitelné, jelikož na každý pixel může být použita jakákoli definovaná operace.
Nevýhody použití matic pro reprezentaci rastrových dat jsou:
- detail - celý obraz je reprezentován stejným způsobem, tudíž uložení velké oblasti, skládající se z pixelů stejného typu, není nijak optimalizováno,
- abstrakce - k získání méně detailního obrazu je nutné použít všechna data,
- náročnost na úložný prostor - zbytečné plýtvání místem,
- plýtvání pamětí - celý datový soubor musí být v paměti, což může být rozhodující u velkých obrazů.