Многомерные данные отображают данные, собранные в несколько моментов времени или на различных глубинах или высотах. Эти типы данных часто используются в науках, связанных с изучением атмосферных явлений и Земли, а также в океанографии. Многомерные растровые данные можно получить с помощью спутниковых наблюдений, когда данные собираются через определенные промежутки времени, или сгенерировать с помощью числовых моделей, когда данные агрегируются, интерполируются или выполняется симуляция из других источников данных.
Часто используемыми форматами хранения для многомерных растровых данных являются netCDF, GRIB и HDF. Океанографические данные часто хранятся в формате netCDF (.nc), погодные данные – в формате GRIB, а NASA чаще всего использует для хранения научных данных формат HDF. У этих многомерных форматов есть множество общих возможностей для хранения различных переменных, при этом каждая переменная является многомерным массивом. Облачный растровый формат Esri (CRF) и набор данных мозаики также поддерживают возможность хранения многомерных растровых данных. Например, многомерные данные могут хранить температуру, влажность и скорость ветра за каждый месяц, начиная с 2010 года по 2020 год, и на высотах 0, 1 и 10 метров. Подробнее смотрите раздел Типы многомерных растров.
ArcGIS Pro может визуализировать и обрабатывать многомерные растровые данные, управлять ими и публиковать их в виде веб-сервиса. Добавив многомерный растровый слой в вид карты, вы сможете изучить свои переменные в одном файле, а контекстная вкладкаМногомерные данные обеспечит возможность интерактивного отображения нужных вам срезов данных и доступ к инструментам и функциям быстрой обработки ваших многомерных растровых данных.
Управление многомерными растровыми данными
Многомерные растровые данные занимают много места и ими сложно управлять. Основными структурами управления данными для управления многомерными растровыми данными являются многомерный набор данных мозаики и многомерный CRF.
Многомерный Облачный формат растра (CRF)
CRF – формат выходного растра по умолчанию для инструментов геообработки, создающих многомерные растры. Файл .crf оптимизирован для чтения и записи файлов большого объема при распределенной обработке и среде хранения. В файле .crf многомерные растровые данные разбиты на небольшие пакеты листов, что позволяет выполнять одновременную запись в итоговый результат сразу нескольким процессам.
Многомерные растры CRF поддерживает хранение нескольких переменных, измерений и шаблонов обработки. Он также поддерживает добавление и замену данных, но не поддерживает их вставку и удаление. Вы можете хранить данные, используя методы сжатия LERC и LZ77, помогающие сэкономить место. Многомерный CRF – это более быстрый вариант при доступе к большому количеству срезов с течением времени, например, при выполнении временного профилирования. Многомерный набор данных CRF рекомендуется в следующих сценариях:
- Данные будут использоваться в основном для многомерного анализа, включая временное профилирование и использование с инструментами Многомерного анализа. Транспонированный CRF улучшает производительность.
- Вы планируете опубликовать сервис многомерных изображений в облаке и поместить данные в облачное хранилище. Данные CRF предназначены для обеспечения более высокой производительности в облачном хранилище.
- В настоящее время многомерные данные хранятся в малоэффективном формате (например, в виде данных с нерегулярной сеткой). Рекомендуется конвертировать свои данные в CRF для повышения быстродействия.
Многомерный набор данных мозаики
Многомерный набор данных мозаики - это эффективный способ хранения ваших данных и управления ими, а также выполнения анализа данных.
Многомерный набор данных мозаики поддерживает хранение нескольких переменных, измерений и шаблонов обработки. Он также поддерживает добавление, замену, вставку и удаление данных с помощью табличных операций. Вам понадобится перестраивать многомерную информацию после любых внесенных изменений. Требования к хранилищу для набора данных мозаики зависят от исходных изображений набора данных, поскольку сам набор данных мозаики не хранит пикселы. Многомерный набор данных мозаики рекомендуется в следующих сценариях:
- Вы хотите сохранить доступ к перекрывающимся изображениям для одного временного среза.
- Ваши данные содержат большие пространственно разрозненные области. Например, Аляска и Гавайи не являются смежными с основной территорией Соединенных Штатов и при использовании формата данных CRF будет создана огромная область NoData, что приведет к необходимости дополнительного объема хранилища.
- Данные будут использоваться в основном в качестве каталога изображений без временного профилирования.
- Данные будут регулярно обновляться посредством выполнения вставок и удалений (а не только присоединения данных).
- Вы работаете с данными нескольких типов с разным числом каналов. Например, набор данных содержит данные о температуре (в одном канале) и данные Landsat 8 (в восьми каналах).
Можно конвертировать многомерный набор данных мозаики а набор данных CRF. Для этого воспользуйтесь инструментом Копировать растр, выберите выходной формат .crf и поставьте отметку Обработать как многомерный. Вы также можете построить многомерное транспонирование.
Изменение многомерных данных
Инструменты набора Многомерные данные позволяют вам изменять имеющиеся многомерные растры, создавать многомерные метаданные в набор данных мозаики, оптимизировать данные для увеличения производительности и извлекать поднаборы данных. Ряд стандартных инструментов управления растровыми данными, например, Изменить разрешение, Вырезание и Вычислить статистику, поддерживают и многомерные данные. Кроме того, вы можете проецировать и трансформировать пространственные данные инструментами группы Проекции и преобразования, многие из которых могут работать с многомерными растрами.
Вы можете изменить описание, единицы измерения и цветовую карту для каждой переменной в многомерном наборе растровых данных на панели Свойства, доступ к которой осуществляется через панель Каталог. Вы также можете задать переменную по умолчанию, которую нужно показать или анализировать, на панели Свойства.
Отображение многомерных растровых данных
Многомерные наборы данных мозаики и файлы .CRF можно добавить непосредственно на карту в ArcGIS Pro.
Чтобы добавить многомерный файл netCDF, HDF или GRIB в качестве многомерного растрового слоя, используйте опцию Добавить данные > Многомерный растровый слой на вкладке Карта.
По умолчанию, система применяет шаблон обработки Многомерный растр и создает один многомерный растровый слой для каждой выбранной переменной. Новый растровый слой содержит многомерную информацию из переменной, которая может быть отображена, проанализирована и опубликована. Выбранные переменные можно объединить в одном многомерном растровом слое. Либо можно воспользоваться инструментом Создать многомерный растровый слой, чтобы создать слой из поддерживаемых многомерных данных.
Когда многомерный растровый слой появится в виде карты, вы можете показать нужные срезы с помощью опций в группе Многомерный экстент на вкладке Многомерный.
Для получения подробных сведений об отображении многомерного растрового слоя см. раздел Работа с многомерными растровыми слоями.
Для получения информации о визуализации многомерного набора данных мозаики см. раздел Визуализации многомерного набора данных мозаики.
Анализ многомерных растровых данных
Анализ сложных временных рядов, анализ трендов высоты и глубины, прогнозирование и регрессия - все это доступно при наличии ArcGIS Image Analyst или дополнительного модуля Spatial Analyst в ArcGIS Pro. Доступные в наборе инструментов Многомерный анализ инструменты позволят вам агрегировать свои данные по времени, идентифицировать аномалии, изучать тренды и обнаруживать изменения.
Вы можете воспользоваться диаграммой временного профиля для отображения и анализа многомерных растровых данных.
Более подробно см. Многомерный анализ в ArcGIS Pro.
Примечание:
Также множество инструментов многомерного анализа доступно в Дополнительный модуль ArcGIS Spatial Analyst.