مدل رستری (raster) و مدل برداری (vector)

   مدل رستری (raster) و مدل برداری (vector) ابزارهایی برای نمایش عوارض مختلفی هستند که در اطراف خود مشاهده می‌کنیم. هر پدیده براساس خصوصیات ذاتی و نقشی که در آنالیزهای مکانی ایفا می‌کند بصورت یک داده رستری یا برداری تعریف و ذخیره‌سازی می‌شود. در این مقاله ابتدا به تعریف هریک از مدل‌های رستری و برداری پرداخته و در ادامه نیز آن‌ها را با یکدیگر مقایسه خواهیم نمود.

مدل برداری (Vector) : در مدل برداری عوارض جهان واقعی به‌وسیله عناصر هندسی مثل نقطه، خط و سطح، نمایش داده می‌شوند. ذخیره داده در مدل برداری نیز به دو صورت منظم و نامنظم صورت می‌گیرد. معمولاً داده‌های مکانی دو‌بعدی یا سه‌بعدی در قالب فرمت‌های برداری چون DWG، DXF، TIN و Shapefile ذخیره‌سازی می‌شوند.

مدل رستری (Raster) : رستر شامل مجموعه‌ای از نقاط یا سلول‌هایی است که عوارض زمین را در یک شبکه منظم می‌پوشاند. به‌طوری‌که کل سطح گرافیکی نقشه به شبکه‌ای از سلول‌های ریز و منظم که پیکسل نیز نامیده می‌شود، تقسیم می‌شود.
پیکسل، یک موقعیت در سطح زمین است و فرمت رستری، یک آرایه m*n از این پیکسل‌ها است. هر لایه مجموعه‌ای از این پیکسل‌ها و مقادیر مربوط به آن‌ها است.
عمدتاً فرمت‌های رستری چون Tiff، JPG ،BMP، ECW و Esri grid برای ‌ذخیره‌سازی داده‌های رستری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مدل برداری (vector) یا مدل رستری (raster) ؟ کدامیک را انتخاب کنم؟

برتری مدل داده برداری نسبت به رستری

1. فشردگی داده:
در مدل برداری فشردگی داده زیاد است به طوری که می توان وسعت زیادی از داده ها را در حجم کوچکی نمایش داد، اما در مورد داده ی رستری فشردگی کمتر می باشد. به بیان دیگر حجم داده های برداری به مراتب کمتر از حجم داده رستری از یک منطقه مشترک است.

2. پردازش توپولوژیکی:
در مدل برداری پردازشهای توپولوژیکی امکان پذیراست، یعنی عوارض ساختار مشخصی داشته و میتوان ارتباطات همسایگی بین عوارض را تعریف نمود.

3. کیفیت کارتوگرافی(نقشه کشی):
مدل برداری کیفیت کارتوگرافی بالایی دارد. در نقشه هایی که بصورت برداری ذخیره شده اند، هرچه مقیاس را تغییر میدهیم از کیفیت ترسیم عوارض کاسته نمیشود، اما در یک نقشه رستری اگر زوم را بالا ببریم، به مرور، پیکسلها را میتوانیم مشاهده کنیم و نقشه زیبایی خود را از دست خواهد داد.

مقایسه رفتار داده های برداری و رستری هنگام بزرگنمایی

4. مدیریت داده ی توصیفی:
مدل برداری داده ی توصیفی را به خوبی مدیریت و نمایش میدهد و ما میتوانیم برای هر عارضه مقادیر توصیفی بسیاری را در قالب جداول ذخیره سازی کنیم، اما در مدل رستری مدیریت داده توصیفی محدود است.

5. دقت هندسی:
داده برداری دقت هندسی بالایی دارند. هنگامی که یک داده برداری را به رستر تبدیل میکنیم، ثابت بودن موقعیت پیکسلها باعث میشود تا در عوارض مکانی جابجایی هایی ایجاد شود. روشهای مختلفی برای این تبدیلات وجود دارد اما همه آنها با کاهش دقت هندسی این کار را انجام میدهند. این مساله هنگامی خود را به خوبی نشان میدهد که شما بخواهید مجدداً فایل رستر حاصل از یک داده برداری را به vector تبدیل نمایید.

دقت هندسی عوارض هنگام تبدیل آنها به رستر (raster) کاهش می یابد

6. اندازه گیری فاصله:
مدل برداری بخوبی فاصله ها را اندازگیری میکند اما مدل رستری در این مورد عملکرد ضعیفی دارد. درواقع به دلیل دقت هندسی پایین در فایلهای رستری، دقت محاسبه طول عوارض خطی و مساحت پلیگونها نیز پایین می آید.

7. سرعت نمایش داده:
مدل برداری داده ها را به راحتی و سرعت نمایش میدهد اما مدل رستری برای بارگذاری تصویر زمان زیادی را از دست میدهد. همچنین بسته به اندازه و تعداد پیکسل ها از سرعت کمتری بهره مند است.

8. آنالیز شبکه:
در مدل برداری آنالیز شبکه ممکن است اما مدل رستری این کار را یه سختی انجام می دهد.

  9. حجم ذخیره سازی:
برای ذخیره سازی داده های برداری نیاز به فضای کمتری داریم تا یک داده رستری. برای مثال اگر حجم Shapefileهای مربوط به یک منطقه 40 مگابایت باشد و از آن منطقه نقشه ای با فرمت Tiff تهیه کنیم، این امکان وجود دارد که حجم لایه Tiff تهیه شده حدود 100 مگابایت و یا بیشتر شود.

برتری مدل رستری نسبت به برداری

1. مدل داده:
در مدل رستری، مدل داده ساده و گویا و رنگی است اما در مدل برداری به علت استفاده از نقطه،خط و سطح مدل پیچیده بنظر می آید.

2. استفاده از فن آوری:
مدل رستری در استفاده از فن آوری نوین، ارزان قیمت است. این بدان معنا است که شما برای کار با داده های رستری نیاز به مدلسازی پیچیده ندارید و با الگوریتمهای ساده تری میتوانید آنالیزهای مکانی را انجام دهید.

3. جمع آوری داده:
مدل رستری به سادگی داده را جمع آوری می کند. مثلا با گرفتن یک عکس هوایی از منطقه و یا تهیه یک تصویر ماهواره ای داده ای رستری دراختیار ما قرار میگیرد، اما برای تولید یک داده برداری ساعتها زمان و هزینه باید صرف برداشت و یا ترسیم عوارض گردد.

4. پردازش داده:
در مدل رستری پردازش راحت تر از مدل برداری است. درواقع میتوان گفت که روابط بین بخشهای تشکیل دهنده یک داده رستری (پیکسلها) بسیار ساده تر از روابط توپولوژیک موجود بین عوارض در فایل برداری است. همین امر نیز موجب پیچیدگی پردازشهایی میشود که بر روی یک فایل برداری صورت میگیرد.