30.Растровые модели

В растровых моделях дискретизация непрерывных последовательностей реального мира осуществляется наиболее простым способом: вся территория представляется последовательностью ячеек (пикселей), образующих регулярную сеть. Каждой ячейке соответствует одинаковый по размеру, но разный по характеристикам участок территории. В ячейке модели содержится значение характеристик, усредненные по участку территории. Процедура формирования изображения называется пикселизация. В качестве атомарной модели используется элементарный участок территории пиксель. Упорядоченная последовательность пикселей образует растр, который является моделью карты. Каждый элемент растра имеет одно значение плотности или цвета.

Характеристики растровых моделей:

Разрешение – минимальный линейный размер наименьшего участка пространства или поверхности, ото-

бражаемый одним пикселем. Пиксель чаще всего изображается прямоугольником или квадратом. Значение – элемент информации, хранящийся в пикселе. В качестве типов значений могут использоваться разные классы значений: цифровые, буквенные и др. Для отображения значения чаще всего используются заливка пикселя Ориентация определяется через угол между направлением на Север и положением колонок растра. Зона – это соседствующие друг с другом ячейки, имеющие

одинаковые значения. Зоны могут присутствовать не во всех слоях. Основные характеристики зоны – значение и положение. Буферная зона – зона, границы которой удалены на известное расстояние от любого объекта на карте. Положение задается упорядоченной парой координат, которые однозначно отображают положение каждого элемента на карте.

Достоинства растровых моделей:

- растр не требует предварительного ознакомления с предметной областью; данные собираются с равномерно расположенной сети точек, могут легко подвергаться статистической обработке;

- растровые модели просты в обработке, возможна обработка по параллельным алгоритмам, за счет чего обеспечивается высокое быстродействие;

- некоторые задачи, проще решаются в растровом виде;

- многие растровые модели позволяют вводить векторные объекты

- процессы растеризации проще процессов векторизации алгоритмически.

Основные недостатки растровых моделей:

- требуют больших объемов (по сравнению с векторными моделями) памяти для хранения изображения;

- растровые объекты сложно масштабировать: при увеличении объекта становятся видны отдельные пиксели, контуры изображения теряют гладкость, изображение становится зернистым;

- сложно рассчитать результирующий цвет пикселя, который получается при слиянии нескольких пикселей разных цветов;

- проблемы разбиения сложного изображения на произвольные элементы для их раздельного использования и редактирования.

Наиболее часто растровые модели получают при обработке космических снимков. Самый простой способ ввода растрового изображения – прямой ввод информации ячейка за ячейкой. Недостаток такого метода: значительное время, затрачиваемое на ввод. Например, при обработке снимков с искусственного космического спутника Земли каждый снимок разбивается на сотни миллионов пикселей. Один из методов сжатого представления растровой информации – метод группового кодирования.