Rasterstruktur

Rasterstruktur bezeichnet in der Geoinformationswissenschaft, der Bildverarbeitung und der Computergraphik die datenrepräsentation durch ein regelmäßiges Raster aus Zellen (Pxels), das in Zeilen und Spalten angeordnet ist. Dabei wird ein räumlicher Bereich, die Ausdehnung, durch eine feste Zellenbreite und -höhe bestimmt. Jede Zelle enthält typischerweise einen Wert, der einem Attribut des Standorts entspricht, etwa eine Messgröße, eine Klasse oder eine Kategorie.

Wichtige Merkmale sind Auflösung (Zellen größe), Ausdehnung (Extent), Koordinatenreferenzsystem (CRS) und Datentyp (numerisch, kategorial). Zudem kann ein No-Data-Wert definiert sein, der fehlende oder außerhalb des Einsatzgebiets liegende Zellen kennzeichnet. Rasterdaten speichern Informationen in einer zweidimensionalen Array-Struktur; die Speicherreihenfolge kann zeilenweise erfolgen (row-major). Rasterformate wie GeoTIFF, IMG oder GRID unterstützen Metadaten zu Auflösung, CRS und NoData.

Operationen an Rasterstrukturen umfassen Resampling (Veränderung der Auflösung), Reprojektion (Umrechnung in anderes CRS), Fokal- bzw. Moving-Window-Analysen (Benachbarte Zellen), Aggregation und Filterung. Raster eignen sich besonders für kontinuierliche Phänomene (Bodenhöhe, Temperatur) sowie für flächendeckende Klassifikationen (Landschaftsnutzung).

Vorteile von Rasterstrukturen liegen in der einfachen Handhabbarkeit für lokale Operationen und in der leistungsfähigen Verarbeitung großer, homogener Rasterfelder. Nachteile sind der hohe Speicherbedarf bei feinen Auflösungen und potenzielle Verzerrungen durch Blockbildung oder Resampling. Raster wird oft mit Vektor-Ansätzen verglichen; Rasterisierung wandelt Vektordaten in Raster um, während Rasterdaten in der Regel harmonisch mit räumlichen Analysen arbeiten.