Was ist ein Mosaik-Dataset?
Mit einem Mosaik-Dataset können Sie kleine bis große Gruppen von Raster-Daten und Bilddaten speichern, verwalten, anzeigen und abfragen. Es handelt sich hierbei um ein Datenmodell in der Geodatabase, mit dem eine Gruppe von Raster-Datasets (Bildern) verwaltet werden, die als Katalog gespeichert und als mosaikiertes Bild angezeigt werden. Mosaik-Datasets verfügen über erweiterte Funktionen für die Raster-Abfrage sowie über erweiterte Verarbeitungsfunktionen. Zudem können sie als Quelle für die Bereitstellung von Image-Services genutzt werden.
Ein Mosaik-Dataset besteht aus Folgendem:
- Einem Katalog, der die Quelle der Pixel und Footprints der Raster bereitstellt
- Einer Feature-Class, die die Grenze definiert
- Einem Satz Mosaik-Regeln, die zur dynamischen Mosaikierung der Raster herangezogen werden
- Einem Satz Eigenschaften, mit denen die Mosaikierung sowie jegliche Bildextraktion gesteuert werden
- Einer Tabelle zum Protokollieren während des Ladens von Daten und anderer Vorgänge
- Optional eine Seamline-Feature-Class für die Seamline-Mosaikierung
- Optional eine Farbkorrekturtabelle, in der die Farbzuordnung für sämtliche Raster im Raster-Katalog definiert wird
Ein Mosaik-Dataset wird in einer Geodatabase erstellt und kann ihm direkt hinzugefügte Raster-Datasets enthalten, oder es kann – vollständig oder mithilfe einer Auswahl – anhand eines Raster-Katalogs oder Mosaik-Datasets erstellt werden. Ein Mosaik-Dataset verwaltet seine Raster-Daten auf die gleiche Weise wie ein nicht verwalteten Raster-Katalog; daher sind die Tabellen ähnlich, Datasets sind indiziert, und Abfragen können für die Sammlungen ausgeführt werden. Die Toolbox "Datenmanagement" enthält Geoverarbeitungswerkzeuge, mit deren Hilfe Mosaik-Datasets erstellt und bearbeitet werden können.
Die Raster-Daten in einem Mosaik-Dataset müssen nicht benachbart oder überlappend sein, sondern können als nicht verbundene, diskontinuierliche Datasets vorhanden sein. So können Sie beispielsweise über Bilder verfügen, die einen Bereich vollständig abdecken, oder viele Bildstreifen, die zusammen möglicherweise kein kontinuierliches Bild ergeben (etwa entlang Pipelines).
 |  |
Arten von Mosaik-Datasets
Es gibt zwei Arten von Mosaik-Datasets – mit dem einen können alle Arten von Raster-Daten hinzugefügt, die Eigenschaften geändert sowie Funktionen angewendet werden, und zwar auf individueller Raster-Basis als auch für das Mosaik-Dataset. Dieses Dataset wird mit dem Werkzeug "Mosaik-Dataset erstellen" erstellt. Bei diesem Mosaik-Dataset bestehen keine Einschränkungen.
Das andere Mosaik-Dataset verweist lediglich entweder auf ein anderes Mosaik-Dataset oder einen Raster-Katalog. Es wird mit dem Werkzeug "Referenziertes Mosaik-Dataset erstellen" erstellt. Das Verhalten des referenzierten Mosaik-Datasets ist mit dem eines regulären Mosaik-Datasets vergleichbar; es ist jedoch schreibgeschützt. So ist es beispielsweise nicht möglich, dem Mosaik-Dataset zusätzliche Raster hinzuzufügen, Übersichten zu erstellen oder die Pixelgrößenbereiche zu berechnen. Es wird zur Bereitstellung konventioneller Raster-Kataloge bzw. Mosaik-Datasets mit abweichenden Funktionen auf Mosaik-Dataset-Ebene verwendet. Sie haben beispielsweise die Möglichkeit, ein Mosaik-Dataset zur Verwaltung sämtlicher DEM-Daten zu erstellen und anschließend ein referenziertes Mosaik-Dataset zu erstellen, um anhand des Quell-Mosaik-Datasets eine Schummerung oder ein Neigungsprodukt zu generieren. Alternativ können Sie sämtliche Bilddaten in einem einzigen Mosaik-Dataset verwalten, jedoch ein referenziertes Mosaik-Dataset erstellen, um die Bilddaten gemäß eines bestimmten Datums bzw. Bildtyps zu verteilen. Durch die Freigabe des Zugriffs auf ein referenziertes Mosaik-Dataset wird zudem sichergestellt, dass die Benutzer, die darauf zugreifen, keine Änderungen am Quell-Mosaik-Dataset vornehmen können, die sich auf andere Benutzer auswirken könnten. Ein weiteres Beispiel: Wenn Sie über einen Raster-Katalog verfügen, der als Image-Service bereitgestellt werden soll, können Sie ein referenziertes Mosaik-Dataset erstellen, von dem der Raster-Katalog bereitgestellt wird. In diesem Fall kann der vorhandene Raster-Katalog entweder ein Standard-Raster-Katalog oder ein mit der Erweiterung "Military Analyst" erstellter Military Analyst-Raster-Katalog sein. Das referenzierte Mosaik-Dataset kann auch außerhalb der Geodatabase gespeichert werden, und zwar als *.amd-Datei.
Mosaik-Datasets und Raster-Typen
Mosaik-Datasets nutzen Raster-Typen, um die erforderlichen Informationen aus Raster-Datasets zu lesen und aufzunehmen. Damit werden Metadaten, z. B. Georeferenzierung, Erwerbsdatum und Sensortyp, sowie ein Raster-Format angegeben. Ein Raster-Typ kann Raster-Daten auf seine einfachste Weise lesen, indem er nur ein Raster-Format verwendet, etwa TIFF oder JPEG. Der Raster-Typ "Raster-Dataset" liest alle Raster-Formate; Sie möchten u. U. jedoch einen bestimmten Raster-Typ verwenden, der speziell erstellt wurde, um die Pixeldaten zu lesen und anzuzeigen und den mit bestimmten Raster-Datasets verknüpften Raumbezug anzuwenden.
Viele spezifische Raster-Typen weisen fortschrittliche Funktionen auf und können erkennen, dass ein bestimmtes Bild, etwa eines, das von einem Unternehmen für Satellitenbilder bereitgestellt wurde, ein Raster-Dataset mit mehreren Bändern, unterschiedlichen räumlichen Auflösungen und weiteren Metadaten enthält, die sich auf den Raumbezug auswirken. Daher gilt Folgendes: Wenn das Produkt vier Bänder mit Daten mit einer 1-Meter-Auflösung und ein Band mit einer 30-cm-Auflösung aufweist, erkennt der Raster-Typ, dass ein Produkt erstellt werden muss, mit dem die Daten mit der geringeren Auflösung durch das Dataset mit der höheren Auflösung geschärft (scharfgezeichnet) werden (dieser Vorgang wird auch als Pan-Sharpening bezeichnet). Darüber hinaus gilt: Wenn die richtigen rationalen RPC-Informationen (Rational Polynominal Coefficient, Polynomkoeffizienteninformationen) bereitgestellt werden, kann mit diesem Raster-Typ die Optimierung des zusammengeführten Datenprodukts erzielt werden, und zwar durch Orthokorrektur. Mit dem richtigen Raster-Typ können Funktionen automatisch definiert werden, die beim Zugriff auf die Raster-Datasets nach dem On-the-Fly-Prinzip angewendet werden.
Anwenden von Raster-Funktionen mit Mosaik-Datasets
Funktionen sind eine wichtige Komponenten sämtlicher Mosaik-Datasets. Sie ermöglichen es dem Mosaik-Dataset, ein dynamisch mosaikiertes Bild bereitzustellen, und sie können verwendet werden, um das mosaikierte Bildprodukt zu verbessern, und zwar durch Anwendung von On-the-Fly-Verarbeitungsvorgängen wie Orthokorrektur, Bildoptimierungen und Bildalgebra. Sie können dem Mosaik-Dataset oder einzelnen Rastern innerhalb des Mosaik-Datasets Funktionen hinzufügen. Sie können auch hinzugefügt werden, wenn die Daten dem Mosaik-Dataset hinzugefügt werden. Ein Beispiel: Wenn spezifische Raster-Datenprodukte (etwa von einem Satellitensensor) dem Mosaik-Dataset hinzugefügt werden, werden einige Funktionen den Raster-Daten automatisch hinzugefügt. Wie bereits erwähnt können Raster-Datasets hinzugefügt werden, mit deren Hilfe ein Bild mit Orthokorrektur mit Pan-Sharpening generiert wird. Um dieses Bild zu generieren, werden beim Zugriff auf die Raster-Daten sowohl die Funktion für Pan-Sharpening als auch die Funktion für Orthokorrektur angewendet. Dies ist von Vorteil, da weniger Speicherplatz beansprucht wird, da es nicht erforderlich ist, sowohl die Quell-Datasets als auch die im Vorfeld verarbeiteten Datasets zu speichern. Zudem gilt: Wenn dieselben Daten auf unterschiedliche Art verarbeitet werden sollen, können Sie dieselben Daten einem anderen Mosaik-Dataset hinzufügen und andere Funktionen anwenden. Möglicherweise ist die Orthokorrektur nach wie vor erwünscht, es soll jedoch ein vegetativer Index generiert werden. Hierfür steht die Bandalgebra- bzw. die NDVI-(Normalized Difference Vegetation Index-)Funktion zur Verfügung.
Verwalten von mehreren Auflösungen mit Mosaik-Datasets
Mosaik-Datasets wurden für die Verarbeitung von Daten mit unterschiedlichen Auflösungen – spektral, räumlich, zeitlich und radiometrisch – konzipiert. Die Raster-Typen und Funktionen in einem Mosaik-Dataset beeinflussen nachhaltig, wie all diese Daten verarbeitet und angezeigt werden. Zudem finden die räumlichen und zeitlichen Informationen als Attribute der Raster-Daten im Mosaik-Dataset besondere Beachtung. Auf Grundlage der Zellengrößen zeigt das Mosaik-Dataset die Bilder im jeweils am besten geeigneten Maßstab an. Mithilfe einiger zusätzlicher Eigenschaften für die Anzeigensteuerung, die als Mosaik-Methoden bezeichnet werden, kann der Benutzer die zeitlichen Informationen steuern und so die Bilder für die jeweils erforderlichen Daten anzeigen.
Mithilfe von Mosaik-Methoden in einem Mosaik-Dataset steuern Sie, welche Raster-Daten bei jeder Anzeige eines Mosaiks (aus dem Mosaik-Dataset) dargestellt werden. Standardmäßig wird das Mosaik generiert, indem das Raster-Dataset, das dem Bildmittelpunkt am nächsten ist, angezeigt wird. Bei einer weiteren Mosaik-Methode können Sie eine Abfrage basierend auf Attributen definieren, etwa Erwerbsdatum oder Wolkendecke. Mithilfe dieser Mosaik-Methoden und Abfragefunktionen können Benutzer auf sämtliche Raster-Datasets im Mosaik-Dataset zugreifen, auch wenn sie überlappen.
Bei der Arbeit mit Mosaik-Datasets gehen weder Pixeldaten noch Metadaten verloren, da die Quellpixel unter keinen Umständen verändert oder konvertiert und die Dateien unter keinen Umständen verschoben werden. Folglich verbleiben jegliche Metadatendateien an ihrem Speicherort. Da das Mosaik-Dataset weder die Quelldaten noch den zugehörigen Speicherort ändert, bleiben die Pixelwerte unverändert. Zudem erfolgt die vom Mosaik-Dataset durchgeführte Mosaikierung dynamisch, wenn auf das Mosaik-Dataset zugegriffen wird. Da die Benutzer sowohl auf das mosaikierte Bild als auch auf die Quelldaten Zugriff haben, kommt es bei überlappenden Datasets zu keinem Datenverlust.
Übersichten, die mit Raster-Pyramiden vergleichbar sind, können für ein Mosaik-Dataset generiert werden. Bei Übersichten handelt es sich um Datasets mit geringerer Auflösung, die generiert werden, um die Geschwindigkeit bei der Mosaik-Anzeige zu erhöhen. Sie können zulassen, dass die Standardübersichten für das gesamte Mosaik-Dataset generiert werden. Alternativ können Sie steuern, wie sie erstellt werden, indem Sie die Reduzierungsrate, die Ausdehnung, eine spezifische räumliche Auflösung usw. definieren.
Vorteile von Mosaik-Datasets
Mosaik-Datasets sind ausgezeichnete Datenmodelle zur Speicherung und Verwaltung von Daten. Mosaik-Datasets sind ideal zum Verteilen von Daten, da Benutzer direkt darauf zugreifen können und die Bereitstellung einfach ist. Ein Serveradministrator kann viele Eigenschaften eines Mosaik-Datasets ändern, beispielsweise maximale Bildgröße, Metadaten-Level, Komprimierungsmethode bzw. maximale Anzahl an Downloads, um die höchstmögliche Leistung des Servers zu erzielen und den Benutzeranforderungen gerecht zu werden. Wenn Clients eine Verbindung mit einem Server herstellen, um das mosaikierte Bild anzuzeigen, kann ihre Anwendung die gleichen Mosaik-Methoden und andere Eigenschaften steuern, die auch einem direkt verbundenen Benutzer zur Verfügung stehen. Außerdem besteht die Möglichkeit zum Auswählen von Raster-Datasets und zum Herunterladen auf die lokale Festplatte. Ein Mosaik-Dataset dient nicht nur der Verwaltung und Visualisierung von Daten, es ist zudem ein Werkzeug zur Verbreitung von Bildern.