Câu 2. Mô hình dữ liệu Raster?

1. Định nghĩa:

Dữ liệu trong mô hình raster được tổ chức thành ma trận các cell(ô). Trong cấu trúc dữ liệu dạng raster các vật thể trên bản đồ có thể được mô tả bằng các yếu tố sau:

- Điểm: Được thể hiện bằng một pixel.

- Đường: được thể hiện bằng một chuỗi pixel.

- Vùng: được thể hiện bằng một nhóm các pixel.

Cấu trúc dữ liệu raster đơn giản nhất là một ma trận ô lưới. Mỗi một ô vuông được đặt theo một hàng và cột và mang một số đại diện cho kiểu hay giá trị của thuộc tính của đặc tính địa lý. Vì mỗi cell trong một bảng 2 chiều chỉ mang một số nên các thuộc tính địa lý khác nhau phải được thể hiện theo các tập hợp ma trận riêng biệt gọi là là lớp chồng xếp..

2. Tổ chức dữ liệu trong raster

- Rasters có giá trị số nguyên các ô định (số lượng các ô cùng giá trị) được ghi trong bảng dữ liệu thuộc tính. Mỗi bản ghi thuộc tính là duy nhất với mỗi giá trị của ô. Có thể thêm các trường tới bảng dữ liệu.

- Dữ liệu được lưu trữ trong raster có thể được phân loại một trong các loại sau:

+ Dữ liệu tên (Nominal data): dữ liệu được phân loại theo tên.

+ Dữ liệu số thứ tự (Ordinal data): dữ liệu được phân loại theo tên và khoảng giá trị.

+ Khoảng dữ liệu (Interval data): sắp xếp theo thứ tự số và có các khoảng khác nhau có ý nghĩa.

+ Dữ liệu tỷ lệ (Ratio data)

- Các kiểu dữ liệu miêu tả trong ô

+ Kiểu Nominal và Ordinal dùng miêu tả theo các phân loại khác nhau, là cách tốt nhất miêu tả các ô dữ liệu kiểu integer.

+ Kiểu Interval và Ratio mô tả các giá trị liên tiếp, dùng với các ô dữ liệu là kiểu real.

- Cách biểu diễn Raster: Raster có thể có một hoặc nhiều nhãn. Giá trị của mỗi ô có thể mang các giá trị khác nhau. Có một vài cách để hiển thị raster với giá trị của ô.

+ Hiển thị nhãn đơn (single-band)

+ Hiển thị nhãn bội (multi-band)

3. Các phương pháp nén dữ liệu Raster

- Mục đích: Giảm kích thước lưu trữ.

- Có các phương pháp:

+ Phương pháp nén theo đường biên vùng (Chain Code)

• Các đường biên của các vùng được thể hiện bằng hàng liên tục các vectơ đơn vị theo hướng 4 phương, được qui ước bằng các số: hướng Đông = 0, Bắc = 1 Tây = 2 Nam = 3.

• Ưu điểm: Là phương pháp nén dữ liệu raster hiệu quả.Dễ dàng tiến hành tính chu vi và diện tích, nhận biết lồi lõm, thay đổi hướng đột ngột.

• Nhược điểm: Khó khăn trong phân tích chồng xếp. Dư thừa dữ liệu vì đường biên lưu trữ hai lần.

+ Phương pháp nén theo hàng cột (Run-length code)

• Các điểm trên mỗi đơn vị bản đồ được lưu trữ theo hàng từ trái qua phải từ cell đầu đến cell cuối.

• Ưu điểm: Thích hợp cho việc lưu trữ dữ liệu trong máy tính có bộ nhớ ít.

• Nhược điểm: Khó khăn trong quá trình xử lý và phân tích dữ liệu.

+ Phương pháp nén theo khối (Block code)

• Phương pháp này có hiệu quả với các vùng có diện tích lớn và hình dạng các đường biên đơn giản, có thể kiểm tra sự co giãn về hình dạng của vùng.

+ Phương pháp nén cây tứ phân (Quadtree code)

• Thể hiện sự chia liên tục của dạng ma trận 2n x 2n thành dạng cây 4 nhánh ưu điểm của phương pháp nén hình cây:

- Dễ tính toán diện tích chu vi của các vùng có hình dạng chuẩn

- Có thể giam bớt sự lưu trũ với các độ phân giải khác nhau

• Nhược điểm :

- Khó khăn cho việc chọn các mô hình, giải pháp

- Một vùng có thể chia thành rất nhiều phần gây khó khăn cho việc truy nhập DL

4. Ưu điểm và nhược điểm:

- Ưu điểm

+ Cấu trúc dữ liệu đơn giản

+ Dễ phủ lên nhau

+ Có nhiều kiểu phân tích không gian khác nhau

+ Không thay đổi kích thước và hình dáng

+ Công nghệ rẻ

- Nhược điểm

+ Số lượng lớn dữ liệu

+Không đẹp

+ Thay đổi hệ quy chiếu là khó khăn

+ Tỷ lệ khác nhau giữa các lớp có thể là cơn ác mộng

+ Có thể mất thông tin ở những vùng giao nhau