Las cuadrículas de Esri se utilizan para almacenar datos ráster que definen el espacio geográfico como un conjunto de píxeles cuadrados del mismo tamaño (también conocidos como celdas) dispuestos en filas y columnas. Hay dos tipos de cuadrículas según el tipo de datos: de enteros y de punto flotante.
Los atributos de una cuadrícula de enteros se almacenan en una tabla de atributos de valor (VAT). Las VAT tienen un registro para cada valor único de la cuadrícula. El registro almacena el valor único y el número de píxeles. El VALOR es un número entero que representa un grupo de píxeles o una clase particular. El RECUENTO es el número de píxeles que representan el valor de la cuadrícula. Por ejemplo, si 50 píxeles tienen un valor de 1 y representan un bosque, la VAT mostraría un VALOR = 1 y un RECUENTO = 50 para cada uno de los 50 píxeles.
Más información sobre las tablas de atributos de datasets ráster
Las cuadrículas de punto flotante no tienen ninguna VAT porque los píxeles de la cuadrícula pueden asumir cualquier valor dentro de un rango de valores determinado. Los píxeles de este tipo de cuadrícula no se clasifican claramente en categorías discretas. El valor del píxel es en sí mismo el atributo que describe la ubicación. Por ejemplo, en una cuadrícula que representa datos de elevación en metros sobre el nivel del mar, un píxel con un valor de 10,1662 indica que la ubicación está a unos 10 metros sobre el nivel del mar.
El rango de valores de datos que se pueden almacenar como valores de cuadrícula es el siguiente:
- Las cuadrículas de punto flotante pueden almacenar valores que abarcan de -3,4 x 1038 a 3,4 x 1038.
- Las cuadrículas de enteros pueden almacenar valores que abarcan de 2147483648 a 2147483647 (-231 a 231-1).
En el caso de las cuadrículas de enteros, esta información se aplica solo al elemento VALOR. Una cuadrícula de enteros puede tener otros elementos agregados a su VAT cuyo rango de valores depende de la definición del elemento.
El sistema de coordenadas de una cuadrícula es el mismo que el de otros datos geográficos. Las filas y columnas son paralelas a los ejes x e y del sistema de coordenadas. Dado que cada píxel de una cuadrícula tiene la misma dimensión que otros píxeles, la ubicación y el área cubierta por cualquier píxel pueden determinarse por su fila y columna. Por lo tanto, el sistema de coordenadas de una cuadrícula se define por el tamaño de píxel, el número de filas y columnas y la coordenada x, y de la esquina superior izquierda. Las cuadrículas también contienen información adicional, como el sistema de coordenadas asociado a la cuadrícula.
Precaución:
Como ocurre con la mayoría de formatos, el nombre de una cuadrícula no debe contener espacios ni ningún otro carácter especial. El nombre de archivo de una cuadrícula de banda múltiple no puede contener más de 9 caracteres, y un dataset ráster de banda única no puede tener más de 13 caracteres.
Estructura de árbol de cuadrícula
Las cuadrículas se implementan utilizando una estructura de datos ráster en teselas, en la que la unidad básica de almacenamiento de datos es un bloque rectangular de píxeles. Los bloques se almacenan en el disco de forma comprimida en una estructura de archivo de longitud variable denominada tesela. Cada bloque se almacena como un registro de longitud variable.
El tamaño de la tesela de una cuadrícula se basa en el número de filas y columnas de la cuadrícula en el momento de la creación. La aplicación establece el límite superior del tamaño de una tesela, con un límite superior de 4.000.000 x 4.000.000 píxeles. Como resultado, la mayoría de las cuadrículas utilizadas en aplicaciones SIG se almacenan automáticamente en una sola tesela. Si el tamaño de la cuadrícula en el momento de la creación es mayor que el límite superior para el tamaño de una tesela, los datos espaciales de la cuadrícula se dividirán automáticamente en varias teselas.
La organización de almacenamiento en bloques para cuadrículas admite el acceso espacial secuencial y aleatorio a grandes datasets ráster. La estructura de bloques no impone restricciones al análisis conjunto de cuadrículas. Las teselas y bloques de diferentes cuadrículas no necesitan coincidir en el espacio del mapa para el análisis conjunto, y puede crear y manipular una cuadrícula como si fuera un ráster fluido de píxeles cuadrados uniformes.
Las cuadrículas utilizan un esquema de compresión ráster de longitud de pista que se adapta a nivel de bloque. Cada bloque se prueba para determinar la profundidad (bits por píxel) que se usará para el bloque y para determinar qué técnica de almacenamiento (píxel por píxel o longitud de pista codificada) es más eficiente. El bloque se almacena en el formato que requiere menos espacio en disco. El esquema de compresión adaptable es la opción óptima debido a su capacidad para representar de manera eficiente tanto datos categóricos homogéneos como datos continuos heterogéneos, al tiempo que admite el análisis conjunto utilizando ambos tipos de datos. Las operaciones por píxel de una sola capa, como la reclasificación de datos, operan directamente en los procesos de datos sin descompresión. Las operaciones por píxel multicapa en capas de entrada comprimidas intersecan procesos de datos de las diferentes capas y operan en los procesos intersecados. Las operaciones por vecindario de una sola capa y las operaciones por píxel multicapa que combinan datos comprimidos y sin comprimir expanden los procesos en píxeles y realizan el procesamiento tradicional píxel por píxel de forma transparente.
La estructura de bloque de teselas de una cuadrícula también es transparente para cualquier programa de aplicación que acceda a los datos espaciales de una cuadrícula. Los programas que manipulan cuadrículas acceden a los datos espaciales configurando una ventana rectangular definida en las coordenadas del mapa.
Almacenamiento de datos de cuadrícula
Las cuadrículas se almacenan en espacios de trabajo. Las cuadrículas se almacenan como directorios separados con tablas y archivos asociados que contienen información específica sobre la cuadrícula. En un espacio de trabajo de cuadrícula de enteros, se encuentran las siguientes tablas y archivos:
- Tabla BND, que almacena el límite de la cuadrícula.
- Archivo HDR, que almacena información específica que describe la cuadrícula, por ejemplo, su resolución de píxeles y factor de bloque.
- Tabla STA, que contiene estadísticas para la red.
- Tabla VAT, que almacena los datos de atributos asociados con las zonas de la cuadrícula.
- Archivo LOG, que monitoriza la actividad que se ha producido en la cuadrícula.
- Un archivo de tesela w001001.adf (q0x1y1), que almacena datos de píxeles y el archivo de índice adjunto w001001x.adf (q0x1y1x), que indexa los bloques de la tesela y los archivos LOG.
Si se modifica una cuadrícula, los valores y la información contenida en los archivos y las tablas se actualiza inmediatamente.
Tabla BND
Una BND de cuadrícula contiene el límite de la cuadrícula. El límite es un rectángulo que abarca los píxeles de una cuadrícula; se almacena en coordenadas de mapa. Todas los BND de cuadrícula se almacenan con precisión doble.
Las coordenadas mínimas de la tabla BND se refieren a la esquina inferior izquierda del píxel inferior izquierdo de la cuadrícula. Las coordenadas máximas se refieren a la esquina superior derecha del píxel superior derecho de la cuadrícula.
Archivo HDR
El HDR es un archivo binario. La información almacenada en el archivo incluye el tamaño de píxel, el tipo de cuadrícula (de enteros o de punto flotante), la técnica de compresión, el factor de bloque y la información de tesela.
Tabla STA
La tabla STA es una tabla que contiene datos estadísticos sobre una cuadrícula. La desviación mínima, máxima, media y estándar de la cuadrícula se almacenan como valores de punto flotante en la tabla STA. No intente modificar estos valores directamente.
Dado que NoData representa un valor desconocido, NoData no se utiliza para calcular las estadísticas de la tabla STA.
Cuando se crea una cuadrícula de dos niveles (que contiene solo los valores 0 y 1), la tabla STA contiene el valor 0 para el valor medio y -1 para la desviación estándar. El valor de desviación estándar -1 indica que no se han calculado estadísticas para una cuadrícula.
Un valor de desviación estándar de -2 indica que la cuadrícula solo contiene píxeles NoData.
Tabla VAT
La VAT es una tabla que almacena atributos asociados a las zonas de una cuadrícula. Solo las cuadrículas de enteros tienen una VAT asociada. Todas las VAT tienen al menos dos elementos, VALUE y COUNT. El elemento VALUE contiene valores enteros que se utilizan para distinguir las características de una ubicación de las otras ubicaciones de una cuadrícula. Todos los píxeles que tienen asignado el mismo valor contienen las mismas características y, por lo tanto, pertenecen a la misma zona. COUNT es el número de píxeles de una zona.
Es posible añadir elementos nuevos a la VAT. Los elementos VALUE y COUNT no deben cambiarse, y la VAT debe mantenerse ordenada en el elemento VALUE.
Nota:
No agregue elementos nuevos antes de VALUE o COUNT.
Los píxeles que contienen NoData no están representados en la VAT.
A continuación se muestra un ejemplo de una VAT:
Record VALUE COUNT 1 0 628872 2 1 265043 3 2 151150 4 3 3185652 5 4 79983 6 5 4782 7 6 74334 8 7 8877 9 8 1817 10 9 491 11 10 858 12 11 8770 13 12 28789 14 13 72539 15 14 3686 16 15 3932 17 16 13227 18 17 1890 19 18 1305 20 19 427286 21 20 6695
Archivos de teselas
Los archivos w001001.adf (q0x1y1) y w001001x.adf (q0x1y1x) almacenan los datos y el índice para la primera tesela (o tesela base) de una cuadrícula. El límite superior del tamaño de una tesela es grande, y la mayoría de las cuadrículas se almacenan utilizando una sola tesela. Si se utilizan teselas adicionales, estas se numeran automáticamente en función de su relación espacial con la primera tesela. Las teselas se implementan como archivos binarios de longitud variable.
Archivo LOG
El archivo LOG es un archivo ASCII que contiene información sobre la creación y modificación de una cuadrícula. El archivo LOG monitorea las acciones realizadas en la cuadrícula, pero no contiene todas las acciones realizadas con ella. Dado que todas las operaciones de cuadrícula dan como resultado una nueva cuadrícula, solo los comandos de cuadrícula, como CAMBIAR NOMBRE y COPIAR, pueden modificar una cuadrícula existente e introducirse en el archivo LOG. Como con todos los archivos ASCII, es posible acceder al archivo LOG a través de comandos del sistema o cualquier editor de texto.
Limitaciones de almacenamiento
El nombre de las cuadrículas está limitado de la siguiente manera:
- No se puede guardar si usa espacios o caracteres especiales.
- No puede empezar con un número.
- No puede tener más de 13 caracteres (se permite una cuadrícula multibanda de hasta 9 caracteres).
Existe un límite en la cantidad de archivos que se pueden almacenar en un directorio tanto para coberturas como para cuadrículas. Este total es de aproximadamente 10.000. Por lo tanto, esto limita la cantidad de cuadrículas que puede almacenar en un espacio de trabajo. Por ejemplo, a continuación se enumera la cantidad máxima teórica de datasets de cuadrícula que se pueden almacenar en un solo directorio de espacio de trabajo:
- Menos de 5.000 cuadrículas de punto flotante.
- Menos de 3.333 cuadrículas de enteros con VAT (menos de 5.000 sin VAT).
- Menos de 10.000 pilas de cuadrícula.
Las cantidades anteriores son las máximas teóricas. Si tiene un proceso que creará cuadrículas provisionales (y, por lo tanto, archivos en el área de trabajo), estas cantidades serán menores. Además, si almacena una combinación de archivos, como cuadrículas y coberturas, almacenará menos.
Estos números se relacionan con la cantidad de archivos de la carpeta de cuadrícula que almacenan información en el espacio de trabajo. El límite es 9.999, pero no es la cantidad total de archivos de un espacio de trabajo, sino la cantidad de archivos que apuntan a los archivos del espacio de trabajo. Para cada cuadrícula, hay dos archivos en la carpeta de la cuadrícula que apuntan a archivos del espacio de trabajo: los archivos BND (límite) y los archivos de tabla STA (estadísticas) (9.999/2≈5.000). Cuando una cuadrícula tiene una VAT, esta también apunta a archivos del espacio de trabajo, por lo que el número que se puede almacenar se reduce nuevamente (9.999/3≈3.333). Una pila de cuadrículas solo tiene un único archivo, que apunta al espacio de trabajo (9.999/1≈9.999).
Apilar
Una pila consta de un conjunto ordenado de cuadrículas (capas) superpuestas espacialmente tratadas como una sola entidad para el análisis multivariado. El análisis cluster, la clasificación y el análisis de componente principal trabajan en las capas en una pila.
Una pila tiene las siguientes características:
- Un conjunto de capas donde cada capa corresponde a una cuadrícula
- Una extensión de mapa, o BND
- Un tamaño de píxel
- Un tipo de datos
- Una proyección
Cada capa especificada en una pila tiene un número de índice que indica su orden en la pila. Las cuadrículas que componen una pila deben estar en el mismo espacio de trabajo.
Los límites de las capas de entrada pueden superponerse exactamente, parcialmente o no superponerse en absoluto, pero solo el área donde las capas se superponen es la que comprende la pila. El BND de la pila es donde intersecan los límites de sus capas. Los cálculos de una función de análisis multivariado ocurren en el área superpuesta. Si no hay ninguna área común entre las capas de entrada, la pila está vacía y no se realizan cálculos.
El tamaño de píxel de una pila se establece de forma predeterminada en la capa más gruesa de la pila.
Puede combinar cualquier cantidad de tipos de datos (reales o enteros) de las cuadrículas de entrada en una pila; sin embargo, antes de aplicar una técnica multivariada, debe saber qué representan los valores, ya sean datos categóricos o continuos, y el rango o rango relativo de los valores. En ciertos análisis, el tipo de datos de entrada de la pila determina el tipo de datos de salida.
La información de proyección asociada con las cuadrículas de entrada se almacena con la pila. Dado que las pilas se tratan como una sola entidad, todas las cuadrículas de una pila deben estar en la misma proyección. La información de proyección se utiliza para garantizar que cada cuadrícula de la pila ocupe la misma área geográfica.
Almacenamiento de una pila de cuadrícula
Las pilas se almacenan en una estructura de directorios similar a una cuadrícula. Hay dos archivos en el directorio de la pila: una tabla externa y un archivo ASCII PRJ. Las cuadrículas reales que componen la pila no se almacenan en la pila. Estas son cuadrículas ordinarias de su espacio de trabajo. Esto significa que cualquier cuadrícula se puede usar en más de una pila. La tabla STK almacena los nombres de las cuadrículas que componen la pila y sus valores de índice correspondientes:
GRID: LIST JER135.STK Record INDEX GRID 1 1 jer1 2 2 jer3 3 3 jer5
El elemento ÍNDICE da la posición de una cuadrícula en la pila, mientras que el elemento CUADRÍCULA enumera los nombres de cuadrícula que componen la pila. Los datos espaciales de las cuadrículas de entrada no se duplican en la pila. Como resultado, la pila siempre refleja la última versión de las cuadrículas de entrada. El archivo STK es tan accesible como cualquier otro archivo INFO. Puede agregar elementos con fines descriptivos, como un elemento para almacenar la fecha en que se recopilaron los datos, pero no modifique los valores del elemento ÍNDICE o los nombres del elemento CUADRÍCULA. Cualquier manipulación de estos elementos solo debe realizarse utilizando los varios comandos de administración de pilas disponibles en Cuadrícula.
El archivo PRJ, si está presente, almacena la información de proyección de la pila:
Projection STATEPLANE Zone 4701 Datum NAD27 Zunits NO Units FEET Spheroid CLARKE1866 Xshift 0.0000000000 Yshift 0.0000000000 Parameters
Si la proyección es desconocida para todas las cuadrículas de entrada de la pila, entonces no se crea ningún archivo PRJ.
El nombre de una pila de cuadrícula no se puede guardar si contiene espacios, no puede empezar con un número y no puede tener más de 9 caracteres.
NoData en una cuadrícula
Todos los píxeles de una cuadrícula tienen un valor asignado; sin embargo, a los píxeles sin valores reales se les puede asignar NoData en la cuadrícula que represente ese tema. NoData y 0 (cero) no son lo mismo; 0 es un valor válido. Por esta razón, los píxeles NoData no se pueden usar para calcular las estadísticas en la tabla STA de una cuadrícula.