Grundlegende Esri Terminologie zu Bilddaten und Rastern

Begriff	Beschreibung
Raster und Bild	Raster und Bild sind zwei Begriffe, die oft verwechselt werden. Ein Bild ist eine generische zweidimensionale bildliche Darstellung. Es ist nicht abhängig von einer Wellenlänge oder einem Fernerkundungsgerät, z. B. einem Satelliten, einer Luftbildkamera oder einem Oberflächensensor. Ein Bild wird auf dem Bildschirm angezeigt oder gedruckt. Sie sehen Bilder, die Raster darstellen. Bei einem Raster handelt es sich um das Datenmodell, mit dem angegeben wird, wie ein Bild gespeichert wird. In einem Raster sind die Pixel (Zellen) in Zeilen und Spalten, die Anzahl der Bänder und die Bit-Tiefe eines Bildes definiert. Beim Anzeigen eines Rasters zeigen Sie ein Bild (eine Abbildung) dieser Raster-Daten an. Alle Bilder sind Raster, es werden jedoch nicht alle Raster als Bilder betrachtet. Ein Digitales Höhenmodell (DHM) ist beispielsweise ein zellenbasiertes Raster-Dataset, wird jedoch nicht als Bild betrachtet. Andere Raster-Typen, die an sich nicht als Bilder betrachtet werden, sind an sich magnetische Daten, Interferogramme, bathymetrische Daten und andere gitterbasierte Datasets. Raster werden manchmal auch als zellenbasierte Datasets bezeichnet, dieser Begriff wird in der ArcGIS-Dokumentation jedoch in der Regel nicht verwendet.
Zellen und Pixel	Pixel wird häufig synonym zu Zelle verwendet. Sowohl "Zelle" als auch "Pixel" verweist auf die kleinste Informationseinheit in Raster-Daten. "Pixel" ist die Abkürzung für "picture element" (aus dem Englischen, deutsch "Bildpunkt") und wird oft beim Beschreiben von Bildern verwendet, wohingegen beim Beschreiben von Raster-Daten eher "Zelle" verwendet wird. Zellen und Pixel verfügen über eine Dimension und einen Wert. Sie dienen zur grafischen Darstellung von Informationen, wie z. B. Temperatur, Bodenarten oder Höhe, und von realen Features, wie z. B. Parks, Seen und Gebäuden.
Auflösung, Maßstab und Zellengröße	Auflösung, Maßstab und Zellengröße (Pixel) können sich auf die Größe eines Features in Raster-Daten beziehen. So gibt es etwa vier Auflösungsarten: Spektral: Die Spektralauflösung beschreibt die Wellenlänge im elektromagnetischen Spektrum, die zum Erstellen des Bildes verwendet wird. Die Spektralauflösung bezieht sich häufig auf die Anzahl der Bänder, oder Kanäle, mit einem Intervall des elektromagnetischen Spektrums und der Bandbreite innerhalb des Spektrums. Zeitlich: Die zeitliche Auflösung bezieht sich auf die Häufigkeit, mit der Bilder desselben Standortes auf der Erdoberfläche erfasst werden. Radiometrisch: Die radiometrische Auflösung bezeichnet die Fähigkeit eines Sensors, Objekte im gleichen Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums zu unterscheiden. Sie wird häufig durch die Bittiefe oder Empfindlichkeit des Sensors dargestellt. Typische Sensoren haben eine Bittiefe von 8 Bit, 11 Bit, 12 Bit oder 16 Bit pro Band; je höher die Bittiefe, desto höher ist die Empfindlichkeit und die radiometrische Auflösung des Sensors. Räumlich: Bezieht sich auf den Maßstab und die Zellengröße und wird manchmal als Bodenauflösung bezeichnet. Die räumliche Auflösung (bzw. "Zellengröße") ist die Bemaßung der Zellengröße für eine Bodenfläche. "Maßstab" bezieht sich auf das Verhältnis bzw. die Beziehung zwischen Entfernungen oder Flächen auf der Karte (im Bild) und in der Wirklichkeit. Der Maßstab wird in der Regel als Bruchteil oder Verhältnis ausgedrückt. Die räumliche Auflösung oder "Zellengröße" wirkt sich unabhängig von einem bestimmten Maßstab auf die Detaillierungsebene aus, mit der ein Bild dargestellt wird.
Bänder	Raster können ein oder mehrere Bänder oder Kanäle, aufweisen, die durch einen bestimmten Wellenlängenbereich festgelegt sind. Multiband-Raster werden oft als Multispektralbilder und Raster mit bis zu Hunderten von Bändern als Hyperspektralbilder bezeichnet. Multispektrale, superspektrale und hyperspektrale Sensoren weisen in der Regel Bänder mit nicht überlappenden Wellenlängenintervallen auf, um zuverlässige analytische Bildverarbeitung zu unterstützen. Ein Einzelband-Raster-Dataset stellt ein einzelnes Phänomen dar, z. B. Höhe, oder einen Wellenlängenbereich im elektromagnetischen Spektrum, etwa bei einer Luftaufnahme in Schwarzweiß.
Raster-Format und Raster-Typ	Ein Raster-Format definiert, wie Pixel in einer Datei gespeichert werden, z. B. die Anzahl der Zeilen und Spalten, Anzahl der Bänder, tatsächliche Pixelwerte und andere für das Raster-Format spezifische Parameter. Mit dem "Raster-Typ" werden Metadaten identifiziert, z. B. Georeferenzierung, Erwerbsdatum und Sensortyp, sowie ein Raster-Format.
Raster-Produkt	Raster-Produkte vereinfachen das Hinzufügen von Bilddaten von bestimmten Sensoren oder Datenanbietern. Jedes Raster-Produkt hat zur optimalen Ansicht der Daten einen eigenen Satz von Erweiterungen und Bandkombinationen hat. Raster-Produkte werden im Bereich Katalog angezeigt und nutzen die Metadatendateien, die mit den Produkten bestimmter Anbieter verknüpft sind. Mit den Informationen in den Metadatendateien werden die Raster-Produkte generiert, z. B. multispektrale oder Pan-Sharpened-Bilddaten von Satelliten wie Landsat.
Rendering	Raster-Datasets können auf der Karte unterschiedlich dargestellt werden. Wie ein Raster-Dataset angezeigt wird, hängt von der Art der enthaltenen Daten und auch davon ab, was Sie zeigen möchten. Einige Raster haben ein vordefiniertes Farbschema (eine Colormap), das automatisch zu deren Anzeige dient. Für Raster ohne vordefiniertes Farbschema kann bei Bedarf der Standardwert angepasst werden.
Funktionen	Mit "Funktionen" können Sie eine On-the-Fly-Verarbeitung anwenden, die auf ein oder mehrere Raster angewendet wird. Diese Verarbeitung wird nicht dauerhaft auf die Raster angewendet, sondern dynamisch, während auf die Raster zugegriffen wird.
Speichermethoden: Datenmodelle
Raster-Dataset	Ein Raster-Dataset ist ein beliebiges gültiges Raster-Format, das in einem oder mehreren Bändern organisiert ist. Jedes Band besteht aus einem Bereich von Pixeln (Zellen), und jedes Pixel weist einen Wert auf. Ein Raster-Dataset weist mindestens ein Band auf. Mehrere Raster-Datasets können zusammen räumlich angehängt (mosaikiert) werden, sodass ein umfangreicheres, einzelnes, kontinuierliches Raster-Dataset entsteht.
Mosaik-Dataset	Ein Mosaik-Dataset ist eine Sammlung von Raster-Datasets (z. B. Bildern), die in einem Katalog gespeichert und angezeigt oder als einzelnes mosaikiertes Bild oder einzelne Bilder (Raster) aufgerufen werden. Diese Sammlungen können sehr groß sein – in Bezug auf die gesamte Dateigröße und auf die Anzahl der Raster-Datasets. Die Raster-Daten werden entsprechend dem jeweiligen Raster-Typ hinzugefügt, der Metadaten, etwa Georeferenzierung, Erwerbsdatum und Sensortyp, sowie ein Raster-Format bestimmt. Die Raster-Datasets in einem Mosaik-Dataset können im nativen Format auf dem Datenträger bleiben oder in die Geodatabase geladen werden, wenn erforderlich. Die Metadaten werden innerhalb des Raster-Datensatzes sowie als Attribute in der Attributtabelle verwaltet. Durch das Speichern von Metadaten als Attribute können Parameter, z. B. Daten zur Sensorausrichtung, mühelos verwaltet und für die ordnungsgemäße Verarbeitung der einzelnen Raster im Mosaik herangezogen werden. Metadaten werden auch genutzt, um schnelle Abfragen für die Bildauswahl zu ermöglichen.
Verwendung des Begriffs "Mosaik" in ArcGIS
Der Begriff "Mosaik" wird in ArcGIS auf unterschiedliche Arten verwendet: Mosaik-Dataset: Ein Datenmodell in der Geodatabase, mit dem eine Gruppe von Raster-Datasets (Bildern) verwaltet wird, die als Katalog gespeichert und als mosaikiertes Bild angezeigt werden. (Eine genauere Beschreibung finden Sie weiter oben.) Es wird mit Geoverarbeitungswerkzeugen im Toolset "Mosaik-Dataset" erstellt und bearbeitet. Mosaikiertes Bild: Das aus zwei oder mehr Bildern abgeleitete Bild oder Raster, das in der Ansicht angezeigt wird. Beim Anzeigen des mosaikierten Bilds wird in der Regel ein Mosaik-Dataset angezeigt. Mosaikieren: Beschreibt die Aktionen für das Verbinden oder Zusammenführen mehrerer Raster-Datasets.