1. PROSTORNI MODELI PODATAKA
Predavanje br. 3
PROSTORNI MODELI PODATAKA

2. Prostorni podaci
Dva osnovna tipa prostornih podataka ili modela prostornih podataka su:
Rasterski podaci (rasterski model)
Vektorski podaci (vektorski model)

3. Салвадор Фелипе Хасинто Дали (1904 - 1989)
Prostorni podaci
Салвадор Фелипе Хасинто Дали ( )

4. Slika, fotografija, raster...?
Prostorni podaci
Slika, fotografija, raster...?
Gala Contemplating the Mediterranean Sea which at Twenty Meters becomes a
Portrait of Abraham Lincoln

5. ArcGIS rasterski formati
Prostorni podaci
ArcGIS rasterski formati
ARC Digitized Raster Graphics (ADRG) (*.img or *.ovr and *.lgg)
ArcSDE Rasters
Band Interleaved by Line (ESRI BIL) (*.bil and *.hdr, *.clr, *.stx)
Band Interleaved by Pixel (ESRI BIP) (*.bip and *.hdr, *.clr, *.stx)
Band Sequential (ESRI BSQ) (*.bsq and *.hdr, *.clr, *.stx)
Bitmap (BMP), Device Independent Bitmap (DIB) format, or Microsoft Windows Bitmap (*.bmp)
Digital Terrain Elevation Data (DTED) Level 0, 1 and 2 (*.dt0, *.dt1, *.dt2)
ER Mapper (*.ers)
ERDAS 7.5 LAN (*.lan and *.trl)
ERDAS IMAGINE (*.img)
ESRI GRID Stack File (*.stk)
ESRI SDE Raster
Graphics Interchange Format (GIF) (*.gif)
JPEG File interchange Format, JIFF (*.jpg, *.jpeg, *jpe)
JPEG 2000 (.jp2)
Multiresolution Seamless Image Database (MrSID) (*.sid; generations 2 and 3; Note that the export command Raster to MrSID outputs in MrSID generation 2 format)
Portable Network Graphics (*.png)
Tagged Image File Format (TIFF) (*.tif, *.tiff, *.tff)
Text Files (.TXT)
TIN

6. ArcGIS ikonica rasterskog formata podataka
Najčešće korišćeni formati
GRID, DEM, SRTM
IMG
SID
BMP, JPEG, TIFF
Poreklo rasterskih dokumenata
Ortofoto (aerosnimak)
Satelitski snimak
Digitalni elevacioni model
Modelovana površ
Data formats: Raster
Raster datasets use rows and columns of equally spaced cells to model reality. A raster dataset can be composed of a single layer or a collection of multiple layers, which appear to act as one (composite). In the case of multiple band aerial or satellite images, each raster represents data collected within different wavelengths of light. These multiple bands along with cell size contribute to larger file sizes than their vector counterparts.
ArcGIS supports many raster formats which may be monochrome (black and white) or multispectral (multiple bands representing different wavelengths of light). A GRID is a raster data-storage format native to ESRI. GRIDs are stored in an ArcInfo Workspace (see previous slide). Other types of supported raster formats are ERDAS Imagine (IMG), Lizardtech’s compressed MrSID (SID), BitMap (BMP), Joint Photographic Experts Group (JPEG), and Tagged Image File Format (TIFF), and many others. Each one of these is constructed differently some are used in graphic applications outside of GIS.
While there are many sources of raster datasets, four common ones are aerial photographs, satellite images, digital elevation models (DEM), and modeled surfaces (e.g., hillshade). Aerial photographs are generally true color and taken from airplanes/helicopters or other air-based sensors. They see as a human would see looking at the earth from above. Satellite imagery detects the different types of energy radiating (or reflected) from the earth. They can be true color, but most detect radiated energy from wavelengths both inside and outside the visible spectrum. DEM’s are frequently obtained through radar satellites and report elevation values. Modeled surfaces are the by-products of raster-based models with each cell representing a measured or weighted value.
Animated sequence:
Appearance of satellite image, followed by DEM, followed by modeled-surface map

7. Tip rasterskog dokumenta
Prostorni podaci
Tip rasterskog dokumenta
1. Rasterski model u crno-belim nijansama sa vrednostima pixela od 0 ili 255

8. Tip rasterskog dokumenta
Prostorni podaci
Tip rasterskog dokumenta
2. Rasterski model u sivim nijansama sa vrednostima pixela od 0-255

9. Tip rasterskog dokumenta
Prostorni podaci
Tip rasterskog dokumenta
3. Rasterski model u boji ili tzv. RGB model 16mil. nijansi

10. Veza između različitih tipova rasterskih dokumenata
Prostorni podaci
Veza između različitih tipova rasterskih dokumenata
Black&White
Gray scale
RGB model

11. Rasterski model podataka
Prostorni podaci
Rasterski model podataka
467
468
469
kolona
red
- Rasterska slika se sastoji iz piksela organizovanih u horizontalne redove i vertikalne kolone
352
353
354
- Pikseli su najsitniji elementi slike kojima može biti dodeljena samo jedna boja, odnosno ton

12. Rasterski model podataka
Prostorni podaci
Rasterski model podataka
-Pozicija svakog piksela na slici je definisana brojem reda i kolone u kojoj se piksel nalazi i digitalnim brojem (DN)!
Kolona (450)
DN (255)
Red (351)
Red (347)
Prostorni položaj pixela
DN (0)
Pixel ID
X-koord.
Y-koord. DN 1
450
351
255 2
458
347
125 3
466
338
DN (0)
Kolona (458)
Red (338)
Kolona (466)

13. Rezolucija rasterskog dokumenta
Prostorni podaci
Piksel (jedinična ćelija)
Rezolucija rasterskog dokumenta
Rezolucija rastera je broj piksela po jednom dužnom inču (1 inč – 2.54 cm) DPI - Dots per inch.
Veličina rastera je pojam koji definiše broj kolona i redova datog rastera (2000 piksela x 3000 piksela → 6 MP).
Sa smanjenjem rezolucije rastera, smanjuje se i veličina rastera, odnosno smanjuje se detaljnost slike

14. Različiti oblici piksela
Prostorni podaci
Različiti oblici piksela

15. Prostorni podaci
RGB i MCY modeli
Najčešće korišćeni načini prikaza RGB modela, koji se koriste za reprodukciju emisionih (emissive colors) boja za TV i PC-monitore – slika levo i MCY model za reflektujuće boje koji se koristi za štampače – slika desno.

16. Kolor kompozit RGB (321) model
Prostorni podaci
Kolor kompozit RGB (321) model
Kombinacija kanala 3+2+1

17. Prezentacija RGB modela u 3D Cartesian sistemu
Prostorni podaci
Prezentacija RGB modela u 3D Cartesian sistemu
Ljudskog oka sadrži tri vrste fotoreceptora, a svaki od njih je osetljiv na različite intervale talasnih dužine vidljivog dela spektra svetlosti.
Intervalima odgovaraju tri osnovne boje crvena (red), zelena (green) i plava (blue).
U RGB modelu boja bilo koja druga boja ili nijansa su opisane kao kombinacije osnovnih boja.

18. Satelitski snimak Landsat 7 etm+
Prostorni podaci
Satelitski snimak Landsat 7 etm+
60m
30m
15m
band µm high and low gain
band 1 ( µm)
band2 ( µm)
band3 ( µm)
band4 ( µm)
band5 ( µm)
band7 ( µm)
band µm panhromatski

19. Prostorni podaci
Landsat ETM+ satellite image: normalized band 1(upper-left), band 2 (down-left), band 3 (upper –right) and false color composite image bands 4,3,2.

20. Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Prostorni podaci
Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
*.hgt format SRTM fajlova
ArcInfo ASCI format

21. Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Prostorni podaci
Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Procedura importa SRTM dokumenata:
fizički promeniti *. hgt extenziju dokumenta u *.bil ESRI-jev format.
U Notepad-u ili nekom drugom editoru napraviti *.hdr sa isim nazivom kao i izvorni srtm dokument. Npr. N43E020.hgt treba preimenovati u N43E020.bil i napraviti fajl N43E020.hdr
Sadržaj novoformiranog *.hdr fajla treba da bude kao u tabeli
U ArcCatalog-u *.bil dokument konvertovati u GRID format bez naglašavanja ekstenzije uz podešavanje reference, kao što je prikazano na sledećim slajdovima...
BYTEORDER M
LAYOUT BIL
NROWS 1201
NCOLS 1201
NBANDS 1
NBITS 16
BANDROWBYTES 2402
TOTALROWBYTES 2402
BANDGAPBYTES 0
NODATA
ULXMAP 20
ULYMAP 44
XDIM
YDIM

22. Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Prostorni podaci
Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)

23. Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Prostorni podaci
Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)
Parametri reference:
Projection: geograpic
Geographic Units: DD (decimal degrees)
Datum: WGS84

24. Rasterski podaci u ArcCatalogu (Raster data)
Prostorni podaci
Rasterski podaci u ArcCatalogu (Raster data)
Raster datasets
Kolekcija jednog ili više kanala podržava rasterske formate tipa TIFF ili ESRI, grid MrSID. Raster datasets mogu da postoje kao posebni fajlovi u direktorijumima ili folderima
Raster dataset bands
Kanali su predstavljeni kao matrice kvadratnih ćelija koja opisuje karakteristike prostora i njihovih relativnih položaja u prostoru.
Raster catalogs
Raster katalozi su skladišta za prikupljene rasterske podatke (datasets) organizovani u tabeli. Proizlaze iz potrebe kada želimo da prikažemo preklapanje susednih rasterski bez formiranja mozaik. Raster katalozi su dizajnirani da izbegnu potrebu za mozaik.

25. Prostorni podaci
TIN format podataka
TIN data model podataka se sastoji od čvorova, ivica, trouglovi, poligona i topologije.
TIN datasets
To su podaci koji se koriste za prikazivanje i analizu površina. Oni sadrže nepravilno raspoređene tačke koje su definisane svojim koordinate (opis njihove lokacije) i vrednostima koja opisuje površinu u tom određenom prostoru. Trouglovi se mogu koristiti za predstavljanje elevaciju, padavine, temperatura, i još mnogo toga.

26. Datum:
Vežba br. 4
Importovati rasterski format srtm u ArcGIS i sačuvati ga u GRID formatu. Dokumentovati proceduru i rezultat sačuvati u *.mxd dokumentu.
U ArcMap-u otvoriti rasterski dokument n43e1 i preko njega postaviti POI.shp. U okviru zadatog Prostora Od Interesa (POI) predsravljenog linijskim vektorkorom POI.shp očitati prosotne koordinate pixela i njihove DN vrednosti i te podatke upisti u tabelu.
U ArcCatalogu analizirati osobine n43e1 i DEM_GK grid rasterskih formata, uočiti i dokumentovati u čemu je osnovna razlika između ova dva dokumenta.
Prikazati 3D izgled tj. napraviti blok-dijagram DEM_GK koristeći program ArcScene. Rezultat sačuvati u obliku *.sxd dokumenta i exportovati u 2D rasterski format. *Napomena: u Layer Properties definisati visinu na bazi DEM-a čekiranjem opcije Obtain heights for layer from surface i navođenjem na izvorni grid dokument.

27. Datum:
Vežba br. 4
Koristeći prva tri kanala Landsat7 ETM+ satelitskog snimka (B1.tif, B2.tif, B3.tif) formirati kolorkompozitni RGB model koristeći opciju Composite Bands. Napraviti takvu kombinaciju kanala da RGB model ima prirodne nijanse. Ispitati i dokumentovati različite mogućnosti strech RGB composite u Symbology, Layer Properties prozoru. Rezultat sačuvati kao *.mxd dokument sa kanalima i RGB modelom kao posebnim layerima.
Proces “kropovanja” ili isecanja rasterskog dokumenta prikazati na primeru bilo kog pojedinačnog kanala satelitskog snimka korišćenjem opcije Extraction by Rectangle, a područje definisati po slobodnom izboru. Uraditi sve tipove extrakcije i rezultat sačuvati kao *.mxd dokument.
Konvertovati poligone vektorske dokumente Geojedinice.shp i Vegetacija.shp u rasterski grid format. Koristeći elementarne kalkulacije sa rasterima naći odgovor na sledeće pitanje i rešenje grafički dokumentovati: Kako na karti izdvojiti i u različitim bojama zabojiti kartirane jedinice (Geojedinice.shp), ali tako da prostori koji su pokriveni vegetacijom (Id=10) bez obzira da li pokrivaju iste ili različite jedinice budu obojeni jednom istom bojom (npr. žutom)? Rešenje dokumentovati i sačuvati u vidu *.mxd dokumenta.