Na rozdíl od vektorové reprezentace se rastrová reprezentace zaměřuje na danou lokalitu jako celek. Většinou je používána pro reprezentaci spojitě se měnících jevů jako například digitální model reliéfu (DMR) či rozložení teploty.
Základním stavebním prvkem je u rastrové struktury tzv. buňka (cell). Buňky jsou organizovány do tzv. mozaiky. Jednotlivé buňky obsahují hodnoty (values) zastupující zkoumanou lokalitu.
Typy tvarů buněk:
Nejčastěji se používá čtvercová mřížka - speciální typ mozaiky, protože:
Trojúhelníková mozaika, má tu unikátní vlastnost, že jednotlivé buňky nemají stejnou orientaci, což je výhoda při reprezentování digitálního modelu reliéfu (terénu), kde je každému vrcholu o souřadnicích x,y přiřazena funkční hodnota z (výška z = f (x,y)). Jednotlivé trojúhelníky pak implicitně obsahují údaje o svém sklonu a směru tohoto sklonu. Daní za tuto vlastnost mnohem větší složitost všech algoritmů pracujících s tímto modelem.
Hexagonální mozaika má tu výhodu, že středy všech sousedních buněk jsou ekvidistantní (stejně od sebe vzdálené), což je výhodné pro některé analytické funkce (např.: paprskové vyhledávání). Ve čtvercové mřížce je toto nemožné a tato vlastnost se musí kompenzovat (o způsobu kompenzace si povíme v dalším studijním článku) nebo se prostě zanedbává. Hexagonální tvar buňky se používá jen velmi zřídka.
Dále můžeme rastrovou reprezentaci rozlišit podle způsobu dělení prostoru na:
Výhody a nevýhody:
Poznámky:
Nepravidelné se používají hlavně s trojúhelníkovou buňkou pro reprezentaci digitálního modelu reliéfu (DMR), více viz. následující studijní články.
Topologie je v rastrovém modelu definována implicitně (je jasné kdo je čí soused), tudíž není nutné ji explicitně ukládat jako pro vektorový model.
Dále se zaměříme na pravidelné čtvercové mřížky (rastry), protože ty jsou nejčastěji využívané.
Stejně jako vektorový model, rastrová datová struktura může nést informace o bodech, liniích a plochách. Bod odpovídá hodnotě v jedné buňce, linie odpovídá řadě spojených buněk se stejnou hodnotou a plocha odpovídá skupině navzájem sousedících buněk se stejnou hodnotou, vše je vidět na obrázku .
Při využívání rastru pro reprezentaci povrchu je třetí rozměr reprezentován jako hodnota tohoto rastru. Ta je pak funkcí dvourozměrných souřadnic z = f (x,y). Příklad můžeme vidět na obrázku .
Při reprezentaci prostorových objektů mozaikou je třeba dbát na zvolení vhodného rozlišení, resp. velikosti buňky-pixelu (zkratka od picture element - obrazový bod). Při nevhodné volbě rozlišení může dojít buď k zbytečnému ukládání mnoha dat na disk nebo naopak ke ztrátě prostorových informací, například o tvaru jednotlivých objektů jak je vidět na obrázku .
Některé informace se mohou dokonce ztratit úplně.
V mozaikovém (rastrovém) modelu je častý případ, kdy buňka nenabývá žádné hodnoty. Problematika reprezentace "žádné hodnoty" (NoValue/NoData) se v počítači řeší zavedením speciální hodnoty NODATA, která nabývá předem zvolené hodnoty. Například v ARC/INFO GRID (modul na zpracování rastrového datového modelu v software ARC/INFO) je tato hodnota určena jako -9999. Tato hodnota má svůj speciálním význam, o kterém budeme hovořit v dalších článcích tohoto kurzu.
Mozaiky mohou reprezentovat hodnotu buď pouze pro střed buňky (tzv. lattices) nebo pro celou oblast buňky (tzv.: grids).
Poznámka: z hlediska obsahu, lze rastrová data dělit na data reprezentující jeden jev, tj. "klasické rastry", a na data obrazová.
Pro názorný rozdíl mezi nimi použijme příkladů toho jaké geoobjekty jednotlivé datové struktury reprezentují:
Pouze jednopásmová data, znázorňující rozložení vždy jen jednoho geografického jevu (nadmořská výška-DMT nebo vodstvo nebo lesy nebo …). Tato data mohou být získána např. právě vyhodnocením obrazových dat.