Úvod do GIS. Prostorová data II. část. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

Podobné dokumenty
8. přednáška z předmětu GIS1 Rastrový datový model a mapová algebra

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 6

Rastrová reprezentace

GIS Prostorové modely. Obsah přednášky Rastrový model Pravidelné, nepravidelné buňky Způsoby uložení Komprese dat

GIS Geografické informační systémy

ÚVOD DO GEOGRAFICKÝCH INFORMA NÍCH SYSTÉM

GIS Geografiké informační systémy

Digitální model reliéfu (terénu) a analýzy modelů terénu

Rastrová reprezentace geoprvků model polí Porovnání rastrové a vektorové reprezentace geoprvků Digitální model terénu GIS 1 153GS01 / 153GIS1

7. Geografické informační systémy.

Realita versus data GIS

Úvod do GIS. Prostorová data I. část. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí RASTR RASTROVÉ ANALÝZY

9. přednáška z předmětu GIS1 Digitální model reliéfu a odvozené povrchy. Vyučující: Ing. Jan Pacina, Ph.D.

Digitální model reliéfu (terénu) a analýzy modelů terénu

GIS Geografické informační systémy

Tvorba modelu polí Rastrová reprezentace geoprvků Porovnání rastrové a vektorové reprezentace geoprvků Digitální model terénu GIS 1 155GIS1

GIS Geografické informační systémy

Algoritmizace prostorových úloh

III/ 2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

IVT. Rastrová grafika. 8. ročník

1 Obsah přípravné fáze projektu Poohří

Počítačová grafika SZŠ A VOŠZ MERHAUTOVA 15, BRNO

Rastrová grafika. Grafický objekt je zaznamenán jednotlivými souřadnicemi bodů v mřížce. pixel ( picture element ) s definovanou barvou

2. přednáška z předmětu GIS1 Data a datové modely

Topografické mapování KMA/TOMA

GIS Geografické informační systémy

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 12

Rastrové digitální modely terénu

Geografické informační systémy

Kde se používá počítačová grafika

Geoinformační technologie

ZPRACOVÁNÍ OBRAZU přednáška 4

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN

Ing. Pavel Hánek, Ph.D.

ČESKÝ ÚŘAD ZEMĚMĚŘICKÝ A KATASTRÁLNÍ ZEMĚMĚŘICKÝ ÚŘAD TVORBA ORTOFOT. Ing. Karel Brázdil, CSc

12. přednáška ze stavební geodézie SG01. Ing. Tomáš Křemen, Ph.D.

Výsledky experimentů předmětu Komprese dat

Identifikátor materiálu: ICT-1-19

Adobe Photoshop 18. Ukládání dokumentu formáty

Co je počítačová grafika

Zdroj:

POČÍTAČOVÁ GRAFIKA. Počítačová grafika 1

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 10

Grafika na počítači. Bc. Veronika Tomsová

Společnost ATLAS, spol. s r.o. byla založena roku 1990 za účelem vývoje vlastního grafického software pro oblast inženýrských prací.

Počítačová grafika. OBSAH Grafické formy: Vektorová grafika Bitmapová (rastrová grafika) Barevné modely

Geografické informační systémy GIS

PROBLEMATICKÉ ASPEKTY GEOREFERENCOVÁNÍ MAP

3D v datových specifikacích INSPIRE. Lukáš HERMAN Geografický ústav PřF MU Brno

Obrazová data. Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity Brno. prezentace je součástí projektu FRVŠ č.2487/2011

VYUŽITÍ POČÍTAČOVÉ GRAFIKY

Lekce 4 - Vektorové a rastrové systémy

Algoritmy pro shlukování prostorových dat

Geografické informační systémy

DATOVÉ FORMÁTY GRAFIKY, JEJICH SPECIFIKA A MOŽNOSTI VYUŽITÍ

Data GIS. Model reáln. Poloha v prostoru. Úrovně abstrakce reality. Reálný svět Vrstvy Objekty. - Datové modely v GIS - Tvorba dat pro GIS

STRUKTURA RASTROVÝCH DAT

Obsah. Základy práce s rastry. GIS1-5. cvičení. ČVUT v Praze, Fakulta stavební, katedra mapování a kartografie

Geoinformační technologie

Vyšší odborná škola a Střední škola,varnsdorf, příspěvková organizace. Šablona 3 VY 32 INOVACE

4. Digitální model terénu.

Konverze grafických rastrových formátů

Algoritmy výpočetní geometrie

Informatika Počítačová grafika Mgr. Jan Jílek (v.11/12) Počítačová grafika

INFORMAČNÍ SYSTÉMY PRO KRIZOVÉ ŘÍZENÍ GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY A JEJICH VYUŽITÍ V KRIZOVÉM ŘÍZENÍ ING. JIŘÍ BARTA, RNDR. ING.

Datové modely v GIS pro uložení prostorových dat. Uložení atributových dat

3D MAPY V ČEM JSOU FAJN A PROČ OBČAS NEFUNGUJÍ. Mgr. Radim Štampach, Ph.D. Geografický ústav Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita

PROSTOROVÁ DATA. verze 1.0. autoři listu: Lukáš Holman, video Jan Kříž

Digitální učební materiály ve škole, registrační číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/

POSKYTOVÁNÍ A UŽITÍ DAT Z LETECKÉHO LASEROVÉHO SKENOVÁNÍ (LLS)

Algoritmizace prostorových úloh

9 Prostorová grafika a modelování těles

ZEMĚMĚŘICKÝ ÚŘAD. Geografická data pro podporu rozhodování veřejné správy

Vyvinuté programové vybavení (projekt čís. TA )

Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického vývoje krajiny

On-line škola mladých autorů , pořadatel: ČVUT FEL. Jak na obrázky? Martin Žáček

Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014

VK CZ.1.07/2.2.00/

GIS a DPZ v geologii. Geoinformační systémy. Dálkový průzkum Země. Ondrej Lexa. Karel Martínek

Laserové skenování (1)

Wichterlovo gymnázium, Ostrava-Poruba, příspěvková organizace. Maturitní otázky z předmětu INFORMATIKA A VÝPOČETNÍ TECHNIKA

NOVINKY V DATABÁZÍCH CEDA

Využití dat leteckého laserového skenování pro zpřesnění ZABAGED

GRAFICKÉ FORMÁTY V BITMAPOVÉ GRAFICE

Datové struktury. Zuzana Majdišová

III/ 2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

5. GRAFICKÉ VÝSTUPY. Zásady územního rozvoje Olomouckého kraje. Koncepce ochrany přírody Olomouckého kraje

Základy informatiky. 10 Počítačová grafika

3. přednáška z předmětu GIS1 atributové a prostorové dotazy

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 4

Referát digitální ortofoto Fotogrammetrie 30 KOMERČNĚ DOSTUPNÁ DIGITÁLNÍ ORTOFOTA. Marcela Čapková Petra Havlíčková

Úvod do GIS. Karel Jedlička. Zpracování dat II. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

DIGITÁLNÍ ORTOFOTO. SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 4.ročník

ÚLOHY S POLYGONEM. Polygon řetězec úseček, poslední bod je totožný s prvním. 6 bodů: X1, Y1 až X6,Y6 Y1=X6, Y1=Y6 STANOVENÍ PLOCHY JEDNOHO POLYGONU

INOVACE BAKALÁŘSKÝCH A MAGISTERSKÝCH STUDIJNÍCH OBORŮ NA HORNICKO-GEOLOGICKÉ FAKULTĚ VYSOKÉ ŠKOLY BÁŇSKÉ - TECHNICKÉ UNIVERZITY OSTRAVA

Algoritmizace prostorových úloh

Práce s obrazovým materiálem CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Z E M Ě M Ě Ř I C K Ý Ú Ř A D NOVÉ ZDROJE GEOPROSTOROVÝCH DAT POKRÝVAJÍCÍCH ÚZEMÍ STÁTU

ZEMĚMĚŘICKÝ ÚŘAD. Nový výškopis ČR již existuje. Ing. Karel Brázdil, CSc., Ing. Petr Dvořáček

Transkript:

Úvod do GIS Prostorová data II. část Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium. Karel Jedlička

Prostorová data Analogová prostorová data Digitální prostorová data Vektorová reprezentace pro prostorová data Základní typy vektorových datových modelů Principy reprezentace prostoru pomocí rastrů Pravidelná čtvercová mřížka nejpoužívanější rastrová reprezentace Kompresní techniky pro ukládání pravidelných rastrů Nepravidelná trojúhelníková síť způsob reprezentace povrchu Hybridní datový model rozumný kompromis?

Rastrová reprezentace Zaměřuje se na lokalitu jako na celek Používá se pro reprezentaci jevů, které plošně pokrývají celou oblast, případně se i spojitě mění. Používá se i pro rasterizované vektorové vrstvy, pokud je následná analýza jednodušší nad rastrem.

Rastrová reprezentace Základním stavebním prvkem je u rastrové struktury tzv. buňka (cell, pixel). Buňky jsou organizovány do mozaiky. Jednotlivé buňky obsahují hodnoty (values). Typy tvarů buněk: čtvercová buňka, trojúhelníková buňka, hexagonální buňka.

Rastrová reprezentace Nejčastěji se používá čtvercová mřížka: je kompatibilní s datovými strukturami programovacích jazyků používaných pro tvorbu GIS software, je kompatibilní s mnoha zařízeními pro vstup a výstup dat (monitory, scannery, plottery), je kompatibilní s kartézským (pravoúhlým) souřadnicovým systémem.

Rastrová reprezentace Trojúhelníková mozaika jednotlivé buňky nemají stejnou orientaci 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 algoritmů pracujících s tímto modelem.

Rastrová reprezentace Hexagonální mozaika 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 nebo se prostě zanedbává. Hexagonální tvar buňky se používá jen velmi zřídka.

Rastrová reprezentace Rastrovou reprezentaci můžeme rozlišit podle způsobu dělení prostoru na: pravidelné (regular) - všechny buňky mají stejnou velikost a tvar. jednodušší pro ukládání a zpracování údajů, zabírají ovšem na disku mnoho místa. nepravidelné (irregular) - velikost i tvar jednotlivých buněk se liší. mohou mnohem lépe reprezentovat danou lokalitu (příklad roviny + zvlněná krajina), zpracovávání je algoritmicky i výpočetně náročné. hlavně pro DMR

Rastrová reprezentace Topologie je v rastrovém modelu definována implicitně (je jasné kdo je čí soused), tudíž není nutné ji explicitně ukládat jako pro vektorový model!

Stejně jako vektorový model, rastrová datová struktura může nést informace o bodech, liniích a plochách.

Rastrová reprezentace Vliv velikosti buňky (~ rozlišení) na tvar objektů

Rastrová reprezentace NoValue / NoData

Rastrová reprezentace Při využívání rastru pro reprezentaci povrchu je třetí rozměr reprezentován jako hodnota tohoto rastru. Ta je pak funkcí dvourozměrných souřadnic z = f (x,y).

Rastrová reprezentace GRID x Lattice

Rastrová reprezentace Obrazová data Snímek dálkového průzkumu Země (DPZ) Ortofoto Scannované plány Dokumentace

Spektrální pásma

Rastrová reprezentace Klasické rastry jednopásmová data znázorňují rozložení vždy jen jednoho geografického jevu (nadmořská výška-dmt nebo vodstvo nebo lesy, ). mohou být získána např. převodem z vektorů nebo vyhodnocením obrazových dat.

Rastrová data

Čtvercová mřížka Umístění v souřadnicovém systému

Čtvercová mřížka V geometrii nastává problém metriky

Čtvercová mřížka + dobře definovatelná matematickým aparátem, jednoduše implementovatelná jako základní datový typ většinou programovacích jazyků (2D pole), obecně použitelná, jelikož na každý pixel může být použita jakákoli definovaná operace. 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 plýtvání pamětí - celý datový soubor musí být v paměti, což může být rozhodující u velkých obrazů.

Pohledové pyramidy

Kompresní techniky pro rastry Ztrátové komprimují lépe než neztrátové dochází ke ztrátě informace => někdy nevhodné! Neztrátové Run Length Codes RLC Run Length Encoding RLE Čtyřstrom QuadTree Adaptivní komprese

Kompresní techniky pro rastry Run Length Codes

Kompresní techniky pro rastry Run Length Encoding 11115599999992999 (4 1)(2 5)(7 9)(1 2)(3 9) 0101235214 (1 0)(1 1)(1 0)(1 1)(1 2)(1 3)(1 5)(1 2)(1 1)(1 4)

QuadTree

Kompresní techniky pro rastry Adaptivní komprese Využívá vlastnosti, že data jdou rozdělit do bloků a ty lze zakódovat pomocí metody s nejvyšší účinností. Takový způsob má výhodu v tom, že nedochází ke zbytečnému nárůstu objemu pro jakákoli data, jak tomu je v případě RLE a částečně i QuadTree.

Rastrové formáty Formát přípona tif jpg png gif bmp cit img MrSID DjVu barevná hloubka lokalizační nekompri komprese soubor movaný neztrátová ztrátová B&W grayscale indexed FullColor 0/1 0-256 8bit (256) 24/32 bit tfw X X X jgw /jpw / hgr X X pgw X X X X gfw X X bpw X X X přímo uvnitř X X?? X? X X? X X...

Nepravidelná trojúhelníková síť Nepravidelné rastrové reprezentace se prakticky nepoužívají. Jedinou výjimkou je Nepravidelná trojúhelníková síť (Triangulated Irregular Network - TIN).

Nepravidelná trojúhelníková síť TIN je svojí strukturou na pomezí mezi vektorem a rastrem. Velice často se používá pro reprezentaci povrchů, například digitálního modelu reliéfu DMR. reprezentuje povrch jako soubor trojúhelníků (trojúhelníková), které jsou definovány třemi body umístěnými kdekoliv v prostoru (nepravidelná) a pro tyto trojúhelníky uchovává topologické vztahy (síť).

Nepravidelná trojúhelníková síť Postup tvorby se nazývá triangulace

Nepravidelná trojúhelníková síť Triangulated Irregular Network (TIN) seznam trojúhelníků seznam hran seznam uzlů [ T1,( h1, h2, h3), T2,( ), T3,( ), ] [ h1,( U1, U2), h2,( ), h3,( ), ] [ U1,( X1, Y1, Z1), U2,( ), U3,( ), ] U3 h1 U2 T1 h3 U1 h2

Nepravidelná trojúhelníková síť

Nepravidelná trojúhelníková síť

Nepravidelná trojúhelníková síť 3D Ukázka v ArcScene

Nepravidelná trojúhelníková síť Porovnání s rastry + zmenšení objemu uložených údajů při reprezentaci nehomogenních povrchů, větší přesnost a věrnost pro nehomogenní povrchy (více kopců a rovin najednou, například Říp a okolí) struktura automaticky obsahuje informace o sklonu a směru tohoto sklonu. kompatibilita s moderními grafickými kartami. složitost datové struktury a tím i algoritmů s ní pracujících.

Vektor nebo rastr? Hybridní datový model rozumný kompromis? Některé vrstvy vektorové (silnice), některé rastrové (např. DMR) Koncept duálních dat uchovávat jak vektor tak rastr (vrstevnice, rastr DMR) jedna informace je uložena 2x. Vzniká riziko nekozistence dat Vytvoříme-li z vrstevnic rastrový DMR a z něj pak znovu vrstevnice, nebudou totožné!