GridStrukturen

GridStrukturen bezeichnen in Informatik, Geoinformatik und verwandten Disziplinen regelmäßige, geordnete Anordnungen von Zellen oder Knoten, die Raum oder Zeit in diskrete Einheiten zerlegen. Typische GridStrukturen bestehen aus einem Rasterdatensatz oder einem Netz von Knoten, deren Nachbarschaften fest definiert sind. Sie dienen der Modellierung, Simulation, Speicherung und Visualisierung von Informationen.

In der Praxis unterscheiden Fachleute strukturierte GridStrukturen (regelmäßiges Raster) von unstrukturierten Gittern. Strukturierte GridStrukturen verwenden quadratische oder hexagonale Zellen, meist mit 4- oder 8-Nachbarschaften in zwei Dimensionen und einfachen Adjazenzbeziehungen. Unstrukturierte GridStrukturen bestehen aus polygonalen Zellen unterschiedlicher Form, die sich flexibel an Geometrie anpassen.

Typische Anwendungsfelder sind GIS und Fernerkundung (Rasterdaten, DEM, Landnutzung), Computergraphik (Bildpixelraster), Bildverarbeitung und Simulation. In der Numerik dienen GridStrukturen als Diskretisierung von Räumen für Finite-Differenzen-, Finite-Volumen- oder Finite-Element-Methoden; sie ermöglichen die Berechnung von Feldern wie Temperatur oder Druck.

In der Informatik werden GridStrukturen auch als Graphen interpretiert, bei denen Knoten durch Kanten verbunden sind. Grid-Graphen unterstützen Algorithmen zur Pfadfindung, Statistik oder Simulationen. In der digitalen Bildverarbeitung entspricht das Raster der Pixelanordnung, während voxelbasierte GridStrukturen dreidimensionalen Raum discretisieren.

Vorteile von GridStrukturen sind einfache Implementierung, guter Speicherzugriff, strukturierte Nachbarschaftsabfragen und Skalierbarkeit. Nachteile umfassen Verzerrungen durch Projektionen in Geo-Raster, Rand- und Aliasing-Effekte sowie Schwierigkeiten bei der Abbildung komplexer Geometrien in strukturierten Grids.

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