GIS 파일 형식

GIS file formats

GIS 파일 형식은 지리 정보를 컴퓨터 파일로 인코딩하는 표준이다. 주로 정부 지도기관(USGS 또는 National Geospatial-Intelligence Agency 등)이나 GIS 소프트웨어 개발자들에 의해 만들어진다.

래스터

추가 정보: 래스터 그래픽

래스터 데이터 유형은 본질적으로 축소 및 확대 가능한 그리드로 대표되는 모든 유형의 디지털 이미지다. 디지털 사진에 익숙한 사람이라면 래스터 그래픽 픽셀을 이미지에서 가장 작은 개별 그리드 단위 건물 블록으로 인식하게 될 것이며, 일반적으로 매우 큰 규모로 이미지가 생성되기 전에는 아티팩트 형태로 쉽게 식별되지 않는다. 이미지 색 형성 체계를 구성하는 픽셀의 조합은 영역 속성 렌더링의 벡터 모델의 기초로서 확장 가능한 벡터 그래픽의 일반적으로 사용되는 점, 선 및 폴리곤 영역 위치 기호와 구별되는 것처럼 이미지의 세부 사항을 구성할 것이다. 디지털 이미지는 현실의 식별 가능한 표현으로서 그리드에 기반한 세부사항과 함께 혼합된 출력과 관련이 있지만, 컴퓨터로 전송되는 사진이나 예술 이미지에서 래스터 데이터 유형은 그리드를 채우는 톤이나 물체, 결합 또는 개방된 경계선에 의해 처리되는 현실의 디지털화된 추상화를 반영할 것이다.Ies, 그리고 지도 구조 스키마. 항공사진은 지도 영역에 상세한 이미지를 표시하거나 디지털화에 의해 식별할 수 있는 객체를 렌더링하기 위한 목적으로 한 가지 주요 목적을 염두에 두고 일반적으로 사용되는 래스터 데이터의 한 형태다. GIS가 사용하는 추가 래스터 데이터 세트에는 고도, 디지털 고도 모델 또는 빛의 특정 파장 반사율, Landsat 또는 기타 전자기 스펙트럼 지표에 관한 정보가 포함된다.

디지털 표고 모형, 지도(이미지) 및 벡터 데이터

래스터 데이터 유형은 셀의 행과 열로 구성되며, 각 셀은 단일 값을 저장한다. 래스터 데이터는 컬러 값을 포함하는 각 픽셀(또는 셀)이 있는 이미지 래스터 영상일 수 있다. 각 셀에 대해 기록된 추가 값은 토지 사용, 온도 등 연속 값 또는 데이터가 없는 경우 null 값일 수 있다. 래스터 셀은 단일 값을 저장하지만 래스터 밴드를 사용하여 RGB(빨간색, 녹색, 파란색) 색상, 콜로맵(주제 코드와 RGB 값의 매핑) 또는 각 고유 셀 값에 대해 하나의 행이 있는 확장 속성 표를 사용하여 확장할 수 있다. 래스터 데이터 세트의 분해능은 접지 단위의 셀 폭이다.

래스터 데이터는 TIFF, JPEG 등의 표준 파일 기반 구조부터 다른 벡터 기반 피쳐 클래스와 유사한 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)에 직접 저장된 BLOB(Binary Large Object) 데이터까지 다양한 형식으로 저장된다. 데이터베이스 스토리지는 적절하게 색인화되면 일반적으로 래스터 데이터를 더 빨리 검색할 수 있지만 수백만 개의 상당히 큰 크기의 레코드를 저장할 필요가 있다.

래스터 예제

  • ADRG – NGA(National Geospatial-Intelligence Agency)의 ARC 디지털 래스터 그래픽[1]
  • 바이너리 파일 – 여러 데이터 유형 중 하나로 작성된 래스터 데이터로 구성된 비정형 파일로서, 복수의 밴드가 BSQ(밴드 순차), BIP(픽셀 단위로 인터리빙) 또는 BL(라인으로 인터리빙된 밴드)에 저장된다. 지리 회의 및 기타 메타데이터는 하나 이상의 사이드카 파일을 저장한다.[2]
  • 디지털 래스터 그래픽(DRG) – 용지 USGS 지형도의 디지털 스캔
  • ECRG – NGA(National Geospatial-Intelligence Agency)의 향상된 압축 ARC 래스터 그래픽(CADRG보다 해상도가 우수하고 색상이 손실되지 않음
  • ECW – ERDAS에서 향상된 압축 웨이블렛. 압축된 웨이블렛 형식이며, 종종 손실된다.
  • Esri 그리드 – Esri에서 사용하는 독점적 이진 및 전산성 ASCII 래스터 형식
  • GeoTIFF – GIS 관련 메타데이터가 강화된 TIFF 모델
  • IMG – ERDAS INSIGHT 이미지 파일 형식
  • JPEG2000 – 오픈 소스 래스터 형식. 압축 형식, 손실 및 무손실 압축 모두 가능.
  • MrSID – 다중 해상도 원활한 이미지 데이터베이스(라자드텍 사용) 손실 및 무손실 압축을 모두 허용하는 압축 웨이블렛 형식.
  • netCDF-CF – 지구과학 데이터에 대한 CF 메다타 규약을 포함한 netCDF 파일 형식. 열린 형식의 바이너리 저장소(선택 사항 압축 포함) OPeNDAP 프로토콜을 통한 서브셋/지도 집합의 직접 웹 액세스 허용.
  • RPF – 래스터 제품 형식, MIL-STD-2411에[3] 지정된 군용 파일 형식
    • CADRG – NGA에서 개발한 압축 ADRG, ADRG를 통해 55:1의 공칭 압축(래스터 제품 형식)
    • CIB – NGA에서 개발한 제어된 이미지 베이스(래스터 제품 형식)

격자 예제

표고에 사용됨:

  • USGS DEM – USGS의 디지털 표고 모델
    • GTOPO30 – USGS DEM 형식으로 제공되는 30 아크 초의 대규모 지구 표고 모델
  • DTED – NGA(National Geospatial-Intelligence Agency)의 디지털 지형 고도 데이터, 고도 데이터의 군사 표준
  • GeoTIFF – GIS 관련 메타데이터가 강화된 TIFF 모델
  • SDTS – USGS의 DEM 후속 제품

벡터

추가 정보: 벡터 그래픽스

GIS에서 지리적 특성은 종종 벡터로 표현되는데, 이러한 특성은 기하학적 형상으로 간주된다. 다른 지리적 특성은 다른 유형의 지오메트리에 의해 표현된다.

각 벡터 원소를 사용하는 간단한 벡터 맵: 우물, 강의 선, 호수의 다각형
0차원 점들은 단일 점 참조, 즉 단순한 위치에 의해 가장 잘 표현될 수 있는 지리적 특징에 사용된다. 예를 들어 우물, 봉우리, 관심장소, 트레일러 등이 있다. 포인트는 이러한 파일 형식의 최소한의 정보를 전달한다. 점들은 또한 작은 규모로 표시될 때 영역을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 세계 지도에 있는 도시들은 다각형보다는 점으로 표현될 수 있다. 점 피쳐로는 측정이 불가능하다.
  • 선 또는 폴리선
하천, 도로, 철도, 탐방로, 지형선 등의 선형적 특징에는 1차원 선이나 폴리선이 사용된다. 다시, 점 형상과 마찬가지로 작은 척도로 표시되는 선형 형상은 다각형이 아닌 선형 형상으로 표현될 것이다. 선 형상은 거리를 측정할 수 있다.
2차원 다각형은 지구 표면의 특정 영역을 덮고 있는 지리적 특징에 사용된다. 그러한 특징에는 호수, 공원 경계, 건물, 도시 경계 또는 토지 이용이 포함될 수 있다. 폴리곤은 파일 형식 중 가장 많은 정보를 전달한다. 폴리곤 형상은 둘레와 면적을 측정할 수 있다.

이러한 각 기하학적 구조는 그들의 속성을 설명하는 데이터베이스의 행에 연결된다. 예를 들어, 호수를 설명하는 데이터베이스는 호수의 깊이, 수질, 오염 수준을 포함할 수 있다. 이 정보는 데이터 집합의 특정 속성을 설명하는 지도를 만드는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 호수는 오염 수준에 따라 색칠될 수 있다. 다른 기하학적 구조도 비교할 수 있다. 예를 들어 GIS는 오염도가 높은 호수(폴리곤 기하학)에서 1km 이내에 있는 모든 우물(점 기하학)을 식별하는 데 사용될 수 있다.

벡터 기능은 '폴리곤은 겹치지 않아야 한다'와 같은 위상 규칙의 적용을 통해 공간 무결성을 존중하도록 만들 수 있다. 벡터 데이터는 또한 지속적으로 변화하는 현상을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 등고선과 삼각망(TIN)은 입면도 또는 기타 연속적으로 변화하는 값을 나타내기 위해 사용된다. TIN은 점 위치에서 값을 기록하며, 삼각형의 불규칙한 망사를 형성하기 위해 선으로 연결된다. 삼각형의 얼굴은 지형면을 나타낸다.

벡터 예제

참고 항목: GIS 벡터 파일 형식 비교

장단점

래스터 또는 벡터 데이터 모델을 사용하여 현실을 나타내는 몇 가지 중요한 장점과 단점이 있다.

  • 래스터 데이터셋은 해당 영역의 모든 포인트에 대한 값을 기록하는데, 이는 데이터를 필요한 곳에만 저장할 수 있는 벡터 형식으로 데이터를 표시하는 것보다 더 많은 스토리지 공간을 필요로 할 수 있다.
  • 래스터 데이터는 벡터 그래픽보다 렌더링 비용이 계산적으로 저렴하다.
  • 다른 레이어의 값을 조합하기 위해 값을 조합하고 사용자 정의 공식을 작성하는 것은 래스터 데이터를 사용하는 것이 훨씬 쉽다.
  • 래스터 이미지의 여러 스택 조각을 오버레이할 때 투명성과 앨리어싱 문제가 발생한다.
  • 벡터 데이터는 특히 래스터 데이터로 더 어려운 지도, 경로, 사용자 정의 글꼴과 같은 그래픽과 형상 중심 정보의 측면에서 오버레이 작업을 시각적으로 부드럽고 쉽게 구현할 수 있도록 한다.
  • 벡터 데이터는 전통적인 지도에서 사용되는 벡터 그래픽으로 표시될 수 있는 반면 래스터 데이터는 객체 경계에 대한 블록 형상을 가질 수 있는 이미지로 나타날 것이다. (래스터 파일의 해상도에 따라 달라짐).
  • 벡터 데이터는 등록, 스케일링 및 재프로젝트가 더 쉬워질 수 있으며, 이는 다른 소스의 벡터 레이어 결합을 단순화할 수 있다.
  • 벡터 데이터는 관계형 데이터베이스 환경과 더 호환되며, 관계형 데이터베이스 환경에서는 정상 열로서 관계형 테이블의 일부가 될 수 있으며 다수의 연산자를 사용하여 처리된다.
  • 벡터 파일 크기는 보통 래스터 데이터보다 작으며, 이는 벡터 데이터보다 수십 배, 수백 배 이상 클 수 있다(해결도에 따라 다름).
  • 벡터 데이터는 업데이트 및 유지관리가 더 간단하지만 래스터 이미지는 완전히 재생산되어야 한다(예: 새로운 도로가 추가됨).
  • 벡터 데이터는 특히 도로, 전력, 철도, 통신 등과 같은 "네트워크"의 경우 훨씬 더 많은 분석 능력을 허용한다(예: 가장 좋은 경로, 가장 큰 항구, 2차선 고속도로에 연결된 비행장). 래스터 데이터는 그것이 표시하는 특징의 모든 특성을 가지지는 않을 것이다.

비공간 데이터

벡터 기하학의 좌표나 래스터 셀의 위치로 대표되는 공간 데이터와 함께 추가 공간 데이터가 저장될 수도 있다. 벡터 데이터에서 추가 데이터에는 형상의 속성이 포함되어 있다. 예를 들어, 산림 인벤토리 폴리곤은 또한 나무 종에 대한 식별자 값과 정보를 가질 수 있다. 래스터 데이터에서 셀 값은 속성 정보를 저장할 수 있지만 다른 표의 레코드와 관련될 수 있는 식별자로도 사용할 수 있다.

공간 문제에 대한 해결책과 비공간적 문제에 대한 해결책이 통합되어, 현재 공간적·비공간적 의사결정을 지원하기 위해 소프트웨어가 개발되고 있다. 이러한 유연한 공간 의사결정 지원 시스템(FSDS)[4]을 통한 최종 결과는 비전문가가 공간 기준과 함께 GIS를 사용할 수 있고, 단순히 비공간 기준을 통합하여 다중 기준 문제에 대한 해결책을 볼 수 있을 것으로 예상된다. 이 시스템은 의사결정을 돕기 위한 것이다.

기타 GIS 파일 형식

참고 항목

참조

  1. ^ "Arc Digitized Raster Graphic (ADRG)". Digital Preservation. Library of Congress. 2011-09-25. Retrieved 2014-03-13.
  2. ^ "Various Supported GDAL Raster Formats".
  3. ^ "Raster Product Format". Digital Preservation. Library of Congress. 2011-10-27. Retrieved 2014-03-13.
  4. ^ 가오, 샨. 페인터, 존. & David Sundaram, (2004) 제37회 하와이 국제 시스템 과학 회의 5-8페이지 10의 "공간적 의사결정을 위한 유연한 지원" Proc.