Спектральное разрешение

Цветность

Разрешение сканирования и пространственное разрешение

Растровые данные, цветность растровых данных, индексированные растры, прозрачность

Теоретическая часть

Самым простым примером растровых данных является отсканированная карта. Основными характеристиками растровых данных являются - разрешение сканирования, цветность (глубина цвета), если растровые данные географически привязаны, то к их характеристикам добавляются такие параметры как система координат (см. раздел 3) и пространственное разрешение (разрешение на местности).

Другими примерами растровых данных являются данные дистанционного зондирования, фотографии, данные, полученные в процессе растровых операций в других ГИС.

Элементарную единицу растра называют пикселем (pixel, от picture element - элемент изображения, ячейка матрицы).

Каждый элемент изображения имеет определенное значение, зависящее от того, как изображение было получено, и что оно содержит. Например, если оно было получено со спутника, каждый его пиксел представляет собой преобразованное в цифровое значение определенное количество световой энергии, отраженной от участков земной поверхности и попавшей на чувствительную ячейку матрицы прибора (сенсор). Производные растровые данные в каждой ячейке могут содержать информацию о высоте над уровнем моря в данной точке, о температуре почвы и воздуха, о плотности популяции вида на кв. км и т.д. Растровые данные удобное средство управления информацией о непрерывных признаках имеющие значение в каждой точке территории (таких как давление, температура, влажность и т.д.). Подробнее о различие растровых и векторных данных.

Часто растровые данные получают путем сканирования, обычного, с помощью планшетного сканера или сканера другого типа или сканирования сенсорами спутников. Основным параметром сканирования является его разрешение (количество элементов изображения на единицу длины, т.н. dots per inch - точек на дюйм) или пространственное разрешение (расстояние на местности на элемент изображения).

Чем выше разрешение сканирования (как обычным сканером, так и космического) тем больше деталей исходного материала (бумажной карты или земной поверхности) передается на единицу длины. В случае сканирования бумажных материалов при определенном разрешении наступает предел информативности исходного материала, при достижении которого повышать разрешение сканирования далее не стоит.

Как уже было сказано выше в главе про векторные и растровые данные, каждому элементу изображения, помимо координат, соответствует также некое значение - атрибут, при отображение растра на экране монитора этот атрибут используется для кодирования цвета. От типа значений этого атрибута зависит, будет ли растр цветным, черно-белым или индексированным. Цвет который мы видим на экране образуется путем смешения компонент, каждая из которых по отдельности не несет цвета, но несет градацию серого - яркость, если таких компонент 3, то электронно-лучевая трубка монитора может преобразовать каждую компоненту в интенсивность соответствующего цвета, чаще всего это т.н. RGB (red-green-blue, красный-зеленый-синий). Количество градаций между белым и черным называется радиометрическим разрешением растра или глубиной цвета.

0..255 8bit
0..65535 16 bit
0..16000000 24 bit

Чем больше радиометрическое разрешение растра, тем лучше передаются вариации яркости объекта, тем больше деталей можно различить. Трехкомпонентное изображение называется полноцветным (true-color), обычно его глубина цвета равна 24 bit (или 8 bit на компоненту). Однокомпонентное изображение называется черно-белым или изображением в оттенках серого (grayscale), его глубина цвета обычно 8 bit. Особый вариант 8 битного, но цветного изображения - т.н. псевдоцветное или индексированное изображение, его особенностью является наличие специальной таблицы определяющей соответствие каждого значения (0..255) определенному цвету, кодируемому 3-мя компонентами RGB. Таким образом, такой растр является 8-ми битным и цветным одновременно, эта форма очень удобна для хранения топографических и тематических карт, имеющих ограниченное количество использованных цветов.

Особым параметром цветового значения пиксела является прозрачность. ArcGIS позволяет назначить одному из цветов атрибут прозрачность, что позволяет, например, убрать рамку определенного цвета у растровых данных.

Бумажные материалы, как и земная поверхность, сканируются в определенных диапазонах спектра. Количество и ширина этих диапазонах называются спектральным разрешением прибора-сканера. При сканировании бумажных материалов используются 3 диапазона спектра соответствующие красной, зеленой и синей части спектра, за счет этого результат выглядит также, как он выглядит, когда мы наблюдаем его своими глазами. А вот дистанционное зондирование Земли из космоса ведется, как правило, в диапазонах отличных от привычных человеческому глазу, например в ближнем и среднем инфракрасном, поэтому получить изображение, которое мы бы увидели, находясь на месте камеры частотневозможно. Но благодаря такому выбору часто удается различить объекты, которые человеческим глазом не различаются. Помимо особых спектральных диапазонов, отличие данных ДДЗ состоит и в их большем, чем 3 количестве, количество диапазонов в которых ведется съемка, может достигать сотен. По количеству диапазонов, данные ДЗЗ разделяют на панхроматические (1 диапазон), мультиспектральные (до 1-30 диапазонов), гиперспектральные (более 30 диапазонов).

Дата добавления: 2017-01-13