Rastrová data, tvorba digitálního modelu terénu

Cíl cvičení

Seznámení se s rastrovými daty v GIS a ukázka využití těchto dat.

Základní pojmy

rastr – datová struktura založená na buňkách uspořádaných do řádek a sloupců, kde hodnota každé buňky reprezentuje hodnotu jevu
rastrová data – prostorová data vyjádřená formou matice buněk nebo pixelů; spojitá data (nejčastěji digitální modely terénu, digitalizované mapy)
pixel (buňka) – základní geometrický prvek zpravidla čtvercového tvaru; jeho množina vytváří rastrový digitální obraz; 1 buňka = 1 hodnota
prostorové rozlišení rastru – velikost 1 buňky (pixelu) rastru (cell size)
resample – změna prostorového rozlišení rastru
digitální model terénu (DMT) – digitální reprezentace prostorových objektů (obecný pojem obsahující různé způsoby vyjádření terénního reiéfu nebo povrchu)
digitální model reliéfu (DMR) – digitální reprezentace zemského povrchu (NEobsahuje vegetaci a lidské stavby)
digitální model povrchu (DMP) – digitální reprezentace zemského povrchu (obsahuje vegetaci a lidské stavby, které jsou pevně spojené s reliéfem)
pyramidování rastru – ukládání dat do menšího rozlišení pro rychlejší práci; pyramidy (náhledy) jsou uloženy v souborech .ovr

Digitální modely terénu České republiky

DMP 1G – Digitální model povrchu České republiky 1. generace (DMP 1G) představuje zobrazení území včetně staveb a rostlinného pokryvu ve formě nepravidelné sítě výškových bodů (TIN) s úplnou střední chybou výšky 0,4 m pro přesně vymezené objekty (budovy) a 0,7 m pro objekty přesně neohraničené (lesy a další prvky rostlinného pokryvu). Model vznikl z dat pořízených metodou leteckého laserového skenování výškopisu území České republiky v letech 2009 až 2013.
DMR 4G – Digitální model reliéfu České republiky 4. generace (DMR 4G) představuje zobrazení přirozeného nebo lidskou činností upraveného zemského povrchu v digitálním tvaru ve formě výšek diskrétních bodů v pravidelné síti (5 x 5 m) bodů o souřadnicích X,Y,H, kde H reprezentuje nadmořskou výšku ve výškovém referenčním systému Balt po vyrovnání (Bpv) s úplnou střední chybou výšky 0,3 m v odkrytém terénu a 1 m v zalesněném terénu. Model vznikl z dat pořízených metodou leteckého laserového skenování výškopisu území České republiky v letech 2009 až 2013.
DMR 5G – Digitální model reliéfu České republiky 5. generace (DMR 5G) představuje zobrazení přirozeného nebo lidskou činností upraveného zemského povrchu v digitálním tvaru ve formě výšek diskrétních bodů v nepravidelné trojúhelníkové síti (TIN) bodů o souřadnicích X,Y,H, kde H reprezentuje nadmořskou výšku ve výškovém referenčním systému Balt po vyrovnání (Bpv) s úplnou střední chybou výšky 0,18 m v odkrytém terénu a 0,3 m v zalesněném terénu. Model vznikl z dat pořízených metodou leteckého laserového skenování výškopisu území České republiky v letech 2009 až 2013. Dokončen byl k 30. 6. 2016 na celém území ČR. (Zdroj: ČÚZK)

Použité datové podklady

Náplň cvičení

Ukázka nejčastějších rastrových typů dat

Digitální model terénu/reliéfu
Stínovaný reliéf
Naskenovaný mapový list
Ortofoto
Družicová data

Práce s digitálním modelem reliéfu

Zdroj dat – DMR 4G (ArcČR 500)
DMR 4G představuje hodnoty nadmořské výšky pro Českou republiku s rozlišením 5x5 metrů. Verze z ArcČR je však převzorkovaná a má velikost 1 pixelu 50x50 metrů.

1. Načteme DMR 4G z databáze ArcČR (vrstva DigitalniModelReliefu).

2. Zjištění prostorového rozlišení rastru (pravý klik na daný rastr v záložce Contents → Properties → Source → Raster Information → Cell Size X/Y).

3. Vybereme okres pro ořez rastru (vrstva OkresyPolygony).

4. Export vybraného okresu do samostatné vrstvy provedeme přes pravý klik myši na vybranou vrstvu → Data → Export Features.

5. Ořez rastru lze provést několika způsoby. Nejjednodušší možností je funkce Clip Raster, která vytvoří ořez dle nejmenšího ohraničujícího obdélníku.

6. Další možností je funkce Extract by Mask, jež ořízne rastr přesně dle polygonu (s přesností na pixely).

Ukázka změny symbologie rastru

Rastrovým vrstvám lze (stejně jako vektorovým) měnit vzhled v záložce Symbology . Nabídka se zobrazí pravým klinutím myši na danou vrstvu → Symbology.

Processing templates

Processing templates jsou šablony, které se používají pro získání různých informací z dané vrstvy. Podkladem je stále jedna datová sada (např. DMR5G), na kterou je však dle zvolení aplikována šablona, pomocí které se data rastru různě zpracují. Ve výsledku tímto způsobem dokážeme z jednoho rastru získat informace například o reálných výškách terénu, stínovaném reliéfu či vypočtené sklonitosti svahů. Ne všechny služby tyto šablony nabízejí k dispozici.

Dostupné šablony pro konkrétní rastrovou službu najdeme v záložce Data po vybrání požadvané vrstvy. Možnosti se zobrazí po rozkliknutí tlačítka Processing Templates

Zobrazení dostupných processing templates

Více o rastrových funkcích bude součástí předmětu GIS 2.

Reálné výšky terénu (None)
Stínovaný reliéf (GrayscaleHillshade)
Sklonitost terénu (SlopeRGBMap)
Orientace terénu na světovou stranu (AspectRGBMap)