- Mô hình dữ liệu vector spaghett
2.2.2.2. Hệ thống raster
Mô hình dữ liệu dạng raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh (pixcel). Mô hình raster có các đặc điểm:
- Các điểm được xếp liên tiếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới - Mỗi một điêm ảnh (pixel) chứa một giá trị
- Một tập các ma trận điểm và các giá trị tương ứng tạo thành một lớp (layer) - Trong cơ sở dữ liệu có thể có nhiều lớp
Hình 14: Mô hình dữ liệu raster và vector
Mô hình dữ liệu raster là mô hình dữ liệu GIS được dùng tương đối phổ biến trong các bài toán về môi trường, quản lý tài nguyên thiên nhiên. Mô hình dữ liệu raster chủ yếu dùng để phản ánh các đối tượng dạng vùng là ứng dụng cho các bài toán tiến hành trên các loại đối tượng dạng vùng: phân loại, chồng xếp.
Các nguồn dữ liệu xây dựng nên dữ liệu raster có thể bao gồm: - Quét ảnh
- Ảnh máy bay, ảnh viễn thám - Chuyển từ dữ liệu vector sang - Lưu trữ dữ liệu dạng raster
- Nén theo chia nhỏ từng phần (Quadtree) - Nén theo ngữ cảnh (Fractal)
Trong một hệ thống dữ liệu cơ bản raster được lưu trữ trong các ô hình vuông được sắp xếp trong một mảng hoặc các dãy hàng và cột. Nếu có thể, các hàng và cột nên được căn cứ vào hệ thống lưới bản đồ thích hợp. Việc sử dụng cấu trúc dữ liệu raster tất nhiên đưa đến một số chi tiết bị mất. Với lý do này, hệ thống raster-based không được sử dụng trong các trường hợp nơi có các chi tiết có chất lượng cao được đòi hỏi.
Hình 15: Dữ liệu vector
Vị trí của mỗi pixel được xác định bởi số hàng và số cột. Giá trị được gán vào pixel tượng trưng cho một thuộc tính mà nó thể hiện. Hình ảnh thể hiện càng rõ khi kích thước của pixel hay ô lưới càng nhỏ. Thông số này được gọi là độ tương phản. Ảnh có độ tương phản càng cao thì kích thước càng tăng.
Xây dựng cơ sở dữ liệu Raster
Mỗi pixel là một đối tượng, có vị trí theo hàng, cột tương ứng trên ảnh, giá trị của pixel cho biết pixel đó thuộc đối tượng nào, tính chất của đối tượng đó được lưu trữ ở một cơ sở dữ liệu thuộc tính ương ứng.
Trong cấu trúc raster:
- Đường được biểu diễn bằng những pixel có cùng giá trị f(x,y) liên tiếp nhau.
- Vùng được xác định thành một mạng gồm nhiều pixel có cùng giá trị thuộc tính f(x,y).
Hình 16: Cấu trúc dữ liệu Raster
Cấu trúc lưu trữ raster cơ bản:
- Cấu trúc lưu mã chi tiết (exhaustive enumeration) - Cấu trúc lưu mã run length (run-length encoding).
Đối với cấu trúc lưu mã chi tiết, mỗi một điểm lưới được gắn với giá trị duy nhất, vì vậy dữ liệu không được nén gọn.
Hình 17: Cấu trúc mã chi tiết
Cấu trúc lưu mã chạy dài có ý nghĩa như là một kỹ thuật nén dữ liệu nếu raster chứa các nhóm điểm lưới có cùng một giá trị. Khi đó thay vì phải lưu trữ riêng cho từng điểm lưới, cấu trúc này lưu trữ theo từng thành phần có một giá trị duy nhất và số lượng điểm lưới chứa đựng giá trị đó.
Hình 18: Cấu trúc mã chạy dài run-length encoding
Cơ sở dữ liệu Raster có thể chứa hàng ngàn lớp. Kiểu giá trị của pixel trong mỗi layer tùy theo việc mã hóa của người sử dụng, có thể là số nguyên, số thực hay ký tự alphabet. Để thể hiện một bề mặt liên tục người ta sử dụng mô hình raster, các bề mặt liên tục này thường thể hiện bề mặt địa hình, mưa, áp suất không khí, nhiệt độ, mật độ dân số…