Rastermodelle

Rastermodelle sind in der Geoinformatik ein Modell zur Abbildung räumlicher Phänomene durch ein regelmäßiges Raster aus Zellen. Jede Zelle enthält einen Wert, der einen attributiven Messwert oder eine abgeleitete Klasse repräsentiert. Das Raster besitzt eine bestimmte Auflösung (Zellgröße) und erstreckt sich über einen räumlichen Ausschnitt (Extent). Die Zellenform ist üblicherweise quadratisch; das Koordinatensystem und die Georeferenzierung legen fest, wie Zellen in reale Koordinaten überführt werden.

Merkmale eines Rastermodells sind Mehrbandigkeit, Nominale oder kontinuierliche Werte, sowie das Konzept des No-Data-Werts, der Zellen ohne gültige Information kennzeichnet. Rasterdaten lassen sich speicher- und rechenoptimiert speichern, zum Beispiel in Formaten wie GeoTIFF oder HDF, oft mit Kompression. Die Verarbeitung erfolgt meist zellengenau, insbesondere bei Map-Algebra-Operationen, die lokale (zellweise), fokale (Nachbarschaftsoperationen) oder globale (Aggregationen über das gesamte Raster) Berechnungen umfassen. Resampling oder Rekonstruktion sind erforderlich, wenn Daten mit unterschiedlicher Auflösung kombiniert werden.

Quellen rasterbasierter Daten sind Fernerkundung (Satelliten- und Luftbildaufnahmen), digitale Höhenmodelle, Luft- und Klima-/Hydrologie-Daten sowie räumliche Modellierungen. Rastermodelle dienen vielfach der Visualisierung, Analyse und Simulation in Geoinformationssystemen, etwa zur Abbildung von Landnutzung, Bodeneigenschaften, Vegetationsdichte, Niederschlagsfeldern oder Höhenschichten.

Vorteile von Rastermodellen liegen in einer einfachen Struktur, homogener Rechnungslogik und effizienter Verarbeitung großer Flächen, insbesondere für kontinuierliche Größen. Nachteile sind der hohe Speicherbedarf bei hoher Auflösung, der Verlust räumlicher Genauigkeit durch Resampling und die potenzielle Dominanz der Zellen gegenüber feiner Strukturen; die Wahl der Auflösung beeinflusst die Genauigkeit der Ergebnisse. Rastermodelle stehen im Gegensatz zu Vektormodellen, die räumliche Geometrien durch Punkte, Linien und Polygone beschreiben und sich bei komplexen Grenzen oft besser eignen.