SISÄLLYS
2. Rasteritietomalli ja sen analysointi
2.1 Johdanto
2.3 Skannaus
Lataa tulostuskelpoinen
PDF-versio tästä luvusta koneellesi!
.
Spatiaalinen analyysi
Ilmiön maantieteellistä levinneisyyttä, tilajärjestystä tai riippuvuutta toisen ilmiön levinneisyydestä koskeva analyysi.
3.1 Johdanto
Rasteritiedosto muodostuu x*x-dimensioisista alkioista, jotka puolestaan muodostavat n*m-ulotteisen matriisin. Jokaiseen alkioon liittyy arvo l. ominaisuustieto. Arvoja voi olla myös useita, mutta tavallisesti yksi rasterikuva sisältää yhden arvon.
Paikkatietojärjestelmä esittää rasteritiedoston kuvana ja ominaisuustieto (eli rasterin arvo) esitetään yleensä väreillä tai sävyillä. Värit ja sävyt haetaan tavallisesti jostain palettitiedostosta. Paletti voi olla ns. standardipaletti (Esim. Windows-värit) tai tarkoitukseen suunniteltu ja räätälöity paletti.
Yksinkertaisimmillaan rasterin alkio kuvataan ainoastaan yhdellä bitillä, jolla voi olla 2 arvoa (1 ja 0). Kun tällainen tiedosto näytetään paikkatietojärjestelmässä, on siinä ainoastaan 2 väriä. Esim. Maanmittauslaitoksen PerusCD:stä on olemassa 1-bittinen mustavalkea versio.
Rasteritiedosto kiinnitetään koordinaatistoon kertomalla ohjelmistolle esimerkiksi jonkun nurkkapikselin kulman tai keskipisteen koordinaatit, pikselin koko, käytettävä koordinaatisto, kiertokulma jne. Ohjelmistosta riippuen rasteritiedosto voidaan esittää joko alkuperäisenä tai muunnettuna l. oikaistuna uuteen koordinaatistoon.
Rasterikuva on yleisin kaukokartoitusaineiston tallennus- ja esitysmuoto. Ilma- ja satelliittikuvat sekä skannatut taustakartat ovat tavallisimpia esimerkkejä rasterikuvista paikkatietojärjestelmissä. Kaukokartoitusaineiston kuva-alkiota kutsutaan pikseliksi.
Rasterikuva soveltuu erinomaisesti esittämään jonkun suureen vähittäistä maantieteellistä muutosta. Usein tämä muutos täytyy yksinkertaistaa ja luokitella, jolloin vaihtoehtomme ovat joko luokitella alkuperäinen rasteriaineisto yksinkertaisempaan muotoon tai digitoida rasteriaineiston perusteella vektoritiedosto.
Rasteriaineiston tuottaminen on yksinkertaista ja nopeaa. Etenkin kuvanlukijalla l. skannerilla on kätevä luoda digitaalista aineistoa analogisista kartoista tai kaukokartoituskuvista. Satelliittikuvat ovat valmiiksi digitaalisessa muodossa. Myös perinteinen ilmakuvaus on vähitellen siirtymässä täysin digitaalisiin tuotantoprosesseihin.
Kuvanlukijoiden hintataso ei ole enää esteenä skannerin hankintaan. Kuvanlukijan optinen tarkkuus (spatiaalinen resoluutio) voi olla esim. 300-1200dpi (pistettä tuumalla) ja värien esitystarkkuus (spektrinen resoluutio) 24-48 bittiä, jolloin kunkin värin (Red, Green, Blue) sävyarvo voidaan esittää 8-16 bitillä. Paikkatietoaineistoja skannattaessa resoluutio valitaan yleensä siten, että erotuskyky maastometreissä saadaan tarkoitukseen sopivaksi. Usein käytetään kokonaislukuisia maastometrejä (1 m, 2 m, 5 m, 10 m jne.).
Tunnettuja yleisimpiä rasterimuotoja ovat mm. BMP (Widows Bitmap), GIF (Graphics Interchange Format), JPEG (Joint Photographic Experts Group), PNG (Portable Network Graphics) ja TIFF (Tagged Image File Format). PNG, GIF ja JPEG (JPG)-formaatit ovat pakattuja ja vähemmän tilaa vieviä.
Pakkaustekniikoista häviölliset (esim. JPG) pakkaavat informaation tehokkaasti. Prosessissa kuitenkin hukkuu informaatiota, jota ei pystytä palauttamaan takaisin. Kaukokartoitusaineistoja käytettäessä alkuperäiset kuvatiedostot pitää varmistaa tallennuksella ennen formaatin muunnosta, ettei menetetä alkuperäisen kuvan ominaisuuksia.
Kaukokartoituksessa rasterikuva koostuu kanavakohtaisista kuvapikseliarvoista (Digital Number, DN), joista kukin liittyy kuvapikseliin. Nämä muodostavat varsinaisen kuvan. Kuvaruudulla kuvapikselit esitetään kuvapikseliarvojen mukaisesti määrätyllä kirkkausarvolla. Näytön RGB-kanaville sijoitetaan sitten halutut kaukokartoitusaineiston aallonpituuskanavat, jolloin näkyvän ns. kompositiokuvan värit kuvaavat haluttuja ominaisuuksia. Näin saatujen "väärävärikuvien" värisävyt eivät yleensä vastaa todellisuutta.
Rasterikuvat voidaan sijoittaa (asemoida) GIS-sovelluksiin käyttämällä rekisteröintipisteitä l. pikseleitä, joiden maantieteelliset koordinaatit tunnetaan. Ohjelmistosta riippuen rasteria voidaan asemointivaiheessa skaalata, kiertää tai kuvatiedosto voidaan muodostaa kokonaan uudelleen.
Karttoja voidaan käyttää läpinäkyvinä taustakuvina, jotka esitetään ruudussa ja tulostetaan vektorimuotoisen aineiston kanssa. Kuvan värien läpinäkyvyys voidaan toteuttaa kuvaformaatin (GIF, PNG) kautta tai ohjelmallisesti. Tämä mahdollistaa rasteriaineiston monipuolisen käytön osana kartta-aineistojen visualisointia.
Rasteriaineiston ongelmaksi voi aineiston koon ohella muodostua topologisten suhteiden esittämisen vaikeus sekä pistemäisten ja viivamaisten kohteiden kuvaus. Myös verkkoanalyysien teko on monimutkaista. Rasterikuvan suurentaminen ei paranna esitystarkkuutta ja mittakaavan pienentäminen puolestaan usein "tukkii" kuvan epäselväksi.
Rasterikuva ja vektoriaineistot onkin nähtävä toisiaan täydentävinä esitysmuotoina. Nykytekniikalla konversiot formaatista toiseen ovat myös mahdollisia, ja käyttäjä voi yleensä valita omille analyysityökaluilleen sopivimman tietotyypin.
Rasteritietomalleille soveltuvat analyysit ovat käytössä ennen kaikkea:
-
ympäristön seurannassa
-
maakäytön/maisemansuunnittelussa
-
valuma-alueiden ennustamisessa
-
tulva-alueiden kartoittamisessa
Laurini ryhmittelee (Laurini 1992) analyysitoiminnot erikseen verkkotoimintoihin, rasteritoimintoihin sekä alueisiin ja aluejakoihin kohdistuviin toimintoihin. Rasterikäsittelyyn on kehitetty (mm. Tomlin) ns. kartta-algebra, josta ohjelmistotekniikassa käytetään yleensä nimityksiä grid-analyysi tai spatial-analyysi.
Skannattu rasterikuva
122x117 pikseliä.
Rasterikuvan värin
valitseminen läpinäkyväksi Map Info-ohjelmistossa.