بررسی نحوه فشرده سازی در فرمت های رایج تصاویر رقومی

   فشرده ­سازی GIS می­تواند به دو گروه تقسیم­ بندی شود:

با اتلاف   و   بدون اتلاف

فشرده سازی GIS با اتلاف، حجم فایل­ها را با حذف دائمی اطلاعات خاصی کاهش می­دهد. مخصوصاً اطلاعات زائد (حتی ممکن است کاربر متوجه آن نشود). JPEG نمونه ­ای از یک فرمت با استفاده از فشرده ­سازی با اتلاف است.

چه زمانی شما باید از فشرده­ سازی با اتلاف در GIS استفاده کنید؟
   در GIS فشرده ­سازی با اتلاف داده برای تصاویری که میخواهند بعنوان پس­ زمینه مورد استفاده قرار گیرند، مناسب است، زیرا بدین ترتیب سرعت بارگذاری بالاتر با نرخ فشرده­ سازی پایینتری دارند. اگر می­خواهید تجزیه و تحلیل­های بیشتری بر روی داده انجام دهید نباید از فشرده­ سازی با اتلاف استفاده­ کنید.
از سوی دیگر، فشرده ­سازی GIS بدون اتلاف، سایز فایل را کاهش می­دهد اما اطلاعات اضافی بعد از فشرده ­سازی باقی خواهد ماند. LZ777   یک نمونه از فشرده سازی بدون اتلاف می­باشد.

چه زمانی شما باید از فشرده­ سازی بدون اتلاف در GIS استفاده کنید؟
   فشرده­ سازی بدون اتلاف برای زمانی مناسب است که قصد داشته باشیم تجزیه و تحلیل­های جدیدی بر روی داده­ ها انجام دهیم. چراکه هیچ یک از مقادیر اصلی تغییر نخواهند کرد. این روش برای داده های گسسته یا تصویر رستری که قبلاً با روش با اتلاف فشرده ­سازی شده است، مناسب می­باشد.

چرا باید کسی روش فشرده ­سازی با اتلاف راانتخاب کند؟
   الگوریتم­های فشرده­ سازی با اتلاف، اغلب به کاهش بیشتری در حجم فایل منجر می­شوند، و اغلب در مواردی است که چشم انسان نمی تواند بین فشرده سازی بدون اتلاف و فشرده ­سازی با اتلاف تمایز قائل شود. در این حالت، فشرده سازی با اتلاف بهترین نسبت فشرده ­سازی را با توجه به کاربردی که از آن انتطار میرود، ارائه میکند.

فشرده ­سازی JPEG :
   کلمه JPEG مخفف گروه مشترک کارشناسان عکاسی است، و درحقیقت نام گروهی است که این استاندارد را ایجاد کرده است. این فرمت در واقع توسعه یافته  JPG و JPEG بوده و رایج­ترین فرمت تصویر مورد استفاده­ ی دوربین­های دیجیتال و بر روی شبکه جهانی وب است.

این استاندارد، یک نوع فشرده سازی با اتلاف برای تصاویر دیجیتال است. فشرده­ سازی با اتلاف باعث کاهش حجم فایل می­شود، اما اطلاعات اضافی از دست خواهد رفت (حتی کاربر ممکن است متوجه آن نشود). کاربر با سبک و سنگین کردن سایز ذخیره­ سازی و کیفیت، تصمیم می­گیرد چه مقدار اتلاف را معرفی کند. کیفیت فشرده­ سازی در یک محدوده از 1 تا 100 است. عدد پایین­تر، تصویر رستری را فشرده می­کند اما کیفیت را بیشتر از حالتی که عدد بالاتر است، کاهش میدهد.

JPEG 2000 یا JP2 جدیدترین نسخه از JPEG است. این استاندارد، فشرده­ سازی را نسبت به JPEG با استفاده از دو تبدیل موجک (wavelet) مختلف اندکی بهبود داده است. کاربران می­توانند سطح فشرده ­سازی را از سطوح پایین تا بالا انتخاب کنند.

فشرده­ سازی LZ77 :
فشرده­ سازی LZ77 یک روش فشرده­ سازی بدون اتلاف است، بدین معنی که مقادیر رستر را در طول فشرده­ سازی حفظ می­کند. این روش در سال 1977 توسط آبراهام لمپل و جیکوب زیو (Abraham Lempel and Jacob Ziv) معرفی شد و هنوز هم مورد استفاده قرار می­گیرد. ترکیب حرف اول هر دو نام خانوادگی (LZ) و سال اختراع آن (1977) کلمه مخفف LZ77 را ایجاد کرده است.

این روش همان الگوریتم ماموریت PNG (گرافیک قابل حمل در شبکه­ ها) را استفاده می­کند. این شیوه فشرده سازی رستر به صورت پیشفرض در نرم­ افزارهای GIS استفاده می­شود.

نظریه اصلی فشرده ­سازی LZ77 این است که به جای ذخیره­ سازی مقادیر جداگانه برای هر سلول، مقادیر تکرار دیده شده در یک تصویر رستر بر اساس موقعیت و طولشان ذخیره می­شوند. در واقع LZ77 بیان میکند که یک مقدار در کجا پیدا شده و طول رشته مقادیر چقدر است.

MrSID  در تقابل با  ECW :
استانداردهای MrSID و ECW میتوانند به نسبت فشرده ­سازی 1:20 دست یابند که مشابه فرمت JPEG 2000 است. اما چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

فرمت MrSID (پایگاه داده تصویر یکپارچه چند رزولوشنی) معمولا برای تصاویر قائمی که نیاز به فشرده­ سازی دارند مورد استفاده قرار می­گیرد. تصاویر MrSID توسعه­ ای از SID (پایگاه داده تصویر یکپارچه) دارند و با یک فایل با پسوند SDW همراه هستند. MrSIDها نسبت فشرده­ سازی قابل ملاحظه ­ای دارند. تصاویر رنگی در این فرمت می­توانند به نسبت بیش از 1:20 فشرده شوند. LizardTech’s GeoExprss نیز یک بسته نرم­ افزاری است که قادر به خواندن و نوشتن فرمت MrSID میباشد.

ECW نیز یک فرمت تصویر فشرده معمول برای تصاویر هوایی و ماهواره ­ای است. این نوع فایل­های GIS برای نسبت بالای فشرده­ سازی شان در عین حفظ کیفیت کنتراست در تصاویر، شناخته شده هستند. فرمت ECW توسط ER Mapper توسعه داده شد ولی در حال حاضر متعلق به Hexagon Geospatial می­باشد.

فشرده سازی GIS به معنای کاهش حجم فایل رستر 
با ماهواره ­ها که هر روز در حال گرفتن تصاویر هستند، داده های رستری مدل مکانی مناسبی برای انتخابهای ما هستند. از سوی دیگر، روش­های فشرده سازی GIS مختلفی قابل استفاده هستند.

گسترش تکنیک های کارآمد فشرده سازی رستر در GIS به معنی کاهش فضای ذخیره ­سازی آنها است. در واقع این فشرده سازی داده های شما است، که میتواند باعث صرفه­ جویی در پول و زمانتان شود. همچنین می­توانید عملکرد شبکه خود را بهبود بخشید زیرا در حال کار با مقادیر کاهش یافته ­ی داده هستید.

ما مروری کلی بر روش­های رمزنگاری رستر را برای شما مهیا کردیم تا به شما برای صرفه ­جویی در فضای ذخیره­ سازی ارزشمند دیسک تان کمک کنیم. حالا نوبت شماست که فشرده­ سازی در GIS را تجربه کنید و از مزایای آن برای خودتان یا سازمانتان بهره ببرید.