Descripció dels formats ràster del MiraMon

En el MiraMon es tracta com a ràster qualsevol representació de l'espai cartogràfic que es fa per divisió d'aquest en una malla de quadrats (anomenats cel·les o píxels) en un espai rectangular. D'aquesta manera un ràster pot contenir una imatge de satèl·lit, una fotografia aèria, un model digital d'elevacions (MDE), un mapa temàtic ràster (per exemple categories de cobertes del sòl), etc. En qualsevol cas la persona usuària s'informarà, a través de la informació continguda en el fitxer de metadades, de si el tipus de dades fa referència a un valor global mitjà per a cada cel·la (cas de les imatges de radiància de sensors o de cambres fotogràfiques tradicionals), al valor en el centre de la cel·la (cas habitual de l'elevació d'un MDE), a un valor modal (és a dir la classe més freqüent en aquella cel·la, com en molts mapes temàtics), etc. La comprensió de la natura de les dades emmagatzemades en cada cel·la implica diferències en el tractament de diferents operacions espacials (per exemple, canvis de resolució, remostreigs per interpolació, etc).

La descripció que ve a continuació explica els formats ràster des d'un punt de vista d'usuari. Si es desitja una explicació més tècnica (format intern, etc) i conceptualment profunda (per a programadors), es pot consultar el document tècnic Format dels fitxers ràster del MiraMon.

Descripció dels fitxers dels valors dels formats ràster del MiraMon

Els fitxers de valors poden ser emmagatzemats en diversos formats:

• propis del MiraMon
• formats que poden ser oberts de forma directa amb el MiraMon
• formats importables al MiraMon

Els fitxers de valors propis del MiraMon són:

• IMG no comprimit: format binari sense capçalera que emmagatzema els valors dels registres ordenats d'esquerra a dreta i de dalt a baix sense cap separació entre les files de la imatge (excepte en els fitxers bit); a més, en els fitxers bit, els bits de cada byte es numeren (0 a 7) començant pel menys significatiu i un byte mai no presenta píxels de dues files simultàniament: cada fila ha de començar en un bit 0 i els bits no usats del final d'una fila (si n'hi ha, han de valer 0).
• IMG comprimit: format binari amb o sense capçalera (al final) que acostuma a utilitzar diverses estratègies per a la compressió de les dades, de forma que aquestes acostumen a ocupar menys espai de disc. Sigui quina sigui l'estratègia utilitzada (RLE clàssic, RLE extracomprimit, amb indexació, etc) es tracta sempre d'una compressió sense pèrdua (és a dir, conservativa), de forma que sempre és possible tornar al format no comprimit d'idèntiques característiques a l'original (cal utilitzar l'aplicació IMGIMG del menú "Eines| Manteniment de fitxers | Conversió i compressió/descompressió de ràsters"). La compressió emprada en els fitxers IMB és una variant del Run Length Encoding, RLE. RLE és una estratègia de compressió sense pèrdua molt eficient per a imatges categòriques amb alta repetició de píxels al llarg d'una mateixa fila, però funciona molt malament quan la imatge (o un tros d'ella) presenta zones sense repeticions (com una imatge de tipus fotogràfic, o un MDE); en aquests casos és tan ineficient que pot arribar a doblar la mida de la imatge. Un segon inconvenient és que no hi ha cap forma d'adreçar-se ràpidament a un cert píxel (cal descomprimir la imatge dinàmicament fins que arribem al píxel demanat), i això el fa lent d'accés per a lectures no consecutives. El MiraMon utilitza dues millores en l'estratègia RLE convencional per a evitar aquests inconvenients: La primera és la que anomenem RLE extracomprimit, que consisteix a evitar l'ús del comptador RLE en zones sense repeticions a dintre del ràster; aquestes zones venen precedides per un comptador RLE de valor zero, que indica per conveni que a continuació s'expressa, en un byte, el nombre de valors no comprimits que segueixen (independentement que siguin byte, integer, etc). La segona és la generació de fitxers RLE indexats, en què s'afegeix al final del fitxer uns índexs per a poder accedir ràpidament a qualsevol punt dintre el ràster.

  Els dos tipus de fitxer, IMG comprimit i no comprimit, utilitzen l'extensió .img, tenen un ordre dels bytes petit-gran (little-endian) i presenten un fitxer I.rel complementari, creat pel MiraMon i situat al mateix directori. El fitxer I.rel normalment té el nom del fitxer .img, però afegint la "I" al nom i utilitzant l'extensió .rel (per exemple, raster.img + rasterI.rel), però en fitxers ràster multibanda es pot utilitzar el nom d'una de les bandes (e.g., Blau.img + Verd.img + Roig.img + IR.img + BlauI.rel), o fins i tot un nom genèric (e.g., Blau.img + Verd.img + Roig.img + IR.img + QuatreBandesI.rel). El fitxer I.rel pot contenir simbolització si cal (paleta de colors, interpretació categòrica o quantitativa, etc), pot contenir relacions amb bases de dades si cal (normalment una taula única que actua com a tesaurus de categories) i ha de contenir metadades bàsiques (e.g., tipus de dades, etc). Les metadades ampliades (incloses les propietats radiomètriques, les unitats del ràster, la qualitat, la plataforma i el sensor, etc) es poden documentar completament dins del fitxer I.rel mitjançant el GeM+. Aquest fitxer és de tipus text en format INI del Windows, que admet jerarquia (niat de seccions, i.e., [seccio] --> [seccio:subseccio]) quan cal expressar diferents paletes de colors per a diferents fitxers .img del conjunt multibanda, etc). Per la seva complexitat, es recomana modificar aquests fitxers I.rel mitjançant el GeM+ per a metadades i relacions amb taules alfanumèriques (pestanya "Informació temàtica") i utilitzar les opcions de visualització interactiva del mòdul principal de MiraMon per a finalitats de simbolització.

Els fitxers de valors que poden ser oberts de forma directa amb el MiraMon són:

• TIFF/GeoTIFF: Format binari amb capçalera definit per Aldus/Adobe Systems. El MiraMon suporta fitxers TIFF d'1 bit, 8 bits en escala de grisos, 8 bits amb paleta, 24 bits (3 bandes) i multibanda amb més de 3 fitxers TIFF; també s'admeten altres tipus de dades comuns (enters, reals) i variants com BigTIFF. El format TIFF pot ser no comprimit o emprar compressions sense pèrdua (LZW). Per a la georeferenciació el MiraMon accepta tant el format GeoTiff (georeferència incorporada a la capçalera) com la presència d'un fitxer World (.tfw o .tifw) i l'especificació en els fitxers de metadades del MiraMon. Més informació sobre l'ordre de prioritat del MiraMon quan hi ha més d'una font de georeferenciació pot ser trobada a TIFIMG. Utilitza l'extensió .tiff o .tif. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• JPEG: Format binari amb capçalera definit pel Joint Photographic Experts Group i especialment indicat per a desar en molt poc espai imatges de tipus fotogràfic (fotos aèries, ortofotos, imatges de satèl·lit, etc). El MiraMon suporta fitxers JPEG de 24 bits de color de píxel (color natural) o de 256 grisos. Cal tenir present que la compressió JPEG és, en la majoria de casos, una compressió amb pèrdua (no conservativa), per la qual cosa només és adequada per a imatges destinades a anàlisi visual (com ortofotos), però no a consulta numèrica ni a anàlisi digital (com els emprats per obtenir mapes categòrics temàtics ràster o MDE). Utilitza l'extensió .jpg (o .jpeg). Les metadades es poden documentar plenament amb el GeM+ a partir del fitxer J.rel creat pel MiraMon. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• JPEG2000: Format binari amb capçalera definit pel Joint Photographic Experts Group. El MiraMon suporta fitxers JPEG2000 de 24 bits de color per píxel (color real), de 256 grisos i també RGBK (similar als fitxers de 24 bits però amb una banda addicional indicant la transparència) així com imatges multispectrals on el nombre i descripció de les bandes pot ser qualsevol. El format JPEG2000 pot ser amb compressió amb pèrdua o amb compressió sense pèrdua. Utilitza les extensions .jp2, .j2c (sense capçalera). S'ha implementat un selector de bandes pels ràsters en JPEG2000 multispectrals (de més de 3 bandes) de manera que ara es pot escollir entre veure una de les bandes en escala de grisos o bé escollir-ne 3 per fer una composició RGB. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• ECW: format binari amb compressió wavelet optimitzat per a imatges aèries i de satèl·lit desenvolupat per Earth Resource Mapping/Leica Geosystems. La georeferenciació pot estar embeguda dins del fitxer. Utilitza l'extensió .ecw. S'ha implementat la lectura de fitxers ECW de més de 3 bandes i s'ha ampliat el suport a diversos sistemes de referència espacial, entre ells els basats en ETRS89. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• MrSID: Format binari amb capçalera definit pel LizardTech, Inc. El MiraMon suporta fitxers MrSID de 24 bits de color per píxel (color real), de 256 grisos i també RGBK (similar als fitxers de 24 bits però amb una banda addicional indicant la transparència) així com imatges multispectrals on el nombre i descripció de les bandes pot ser qualsevol . El format MrSID pot ser amb compressió amb pèrdua o amb compressió sense pèrdua. Utilitza l'extensió .sid. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• BMP: format binari (Device Independent Bitmap) amb capçalera definit per Microsoft que emmagatzema els valors de les cel·les ordenades d'esquerra a dreta i quasi sempre de baix a dalt (excepte en algunes rares excepcions). Normalment no té compressió, tot i que pot aplicar-se una compressió sense pèrdua de tipus RLE. Utilitza l'extensió .bmp. Les metadades es poden documentar plenament amb el GeM+ a partir del fitxer B.rel creat pel MiraMon. Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• DIB: Format binari anàleg al BMP, sense la capçalera de fitxer (amb BITMAPINFO, però sense BITMAPFILEHEADER). Aquest format pot ser obert directament amb el MiraMon per visualitzar-lo, fer consultes, etc, però alguns mòduls poden no donar-li suport; en aquest cas cal importar-lo amb l'eina adequada del menú "Fitxer | Importació" a un dels formats que l'aplicació admet.
• Qualsevol format suportat per les llibreries GDAL. Per a més informació, es pot consultar més avall.

Un extens nombre d'altres formats ràster poden ser incorporats també al MiraMon, via importació, com són tots els fitxers abans esmentats d'obertura directa, i els formats E00 ràster, TXT, raw, RST (Idrisi32), HDF, LAN/GIS (Erdas 7.4), CEOS (Landsat), NDF (Landsat), JPEG2000 (Sentinel), SPOT, GRD (Surfer), PGM/PPM, CTL (GrADS) i RF (Zebra). A partir de la versió 10 (2024), tots els formats compatibles amb les biblioteques GDAL també es poden llegir directament, així com ser importats a IMG mitjançantant l'aplicació GDALMM. Això no només permet utilitzar desenes d'altres formats sense una operació d'importació prèvia, sinó que també estén l'ús d'algunes variants de formats ja compatibles. Per a més informació es pot consultar l'opció Importar del menú "Fitxer".

Els 13 subformats ràster acceptats pel MiraMon per al seu format propi IMG (6 comprimits, 7 no comprimits) són els que es mostren a la següent taula; tot ells, a excepció de bit, poden ser comprimits (i, en aquest cas, indexat per a una velocitat d'accés més ràpida)::

Nota sobre els valors sensedades: els valors sensedades sempre es col·loquen fora dels valors [mín.,màx.] de les dades ràster. No cal posar-los als extrems admesos dels tipus de dades (e.g., -32768 o 32767 en nombres enters), de manera que -9999 és adequat si tots els valors són >-9999. El mateix passa amb els nombres reals. No obstant això, si es vol un valor sensedades en un extrem en nombres reals, cal utilitzar ±2.9x10⁺³⁰¹ per al tipus de dades double (64 bits) (i 2.2x10⁺³⁰¹ com a màxim raonable [-2.2x10⁺³⁰¹ com a mínim raonable]); i utilitzar ±5.3x10⁺³⁷ per al tipus de dades real (float, 32 bits) (i 5.195x10⁺³⁷ com a màxim raonable [-5.195x10⁺³⁷ com a mínim raonable]). Els valors sensedades es consignen correctament al fitxer de metadades del ràster (I.rel), així com la descripció desitjada, que es pot canviar des de la pestanya d'Informació temàtica del GeM+.

Nota sobre NAN, nombres desnormalitzats, etc. en tipus de dades reals (float) i double: per motius de rendiment, els fitxers que contenen nombres reals no haurien de contenir bits combinats com a Not-a-Number (NAN), infinits, nombres desnormalitzats, etc. Les combinacions de bits "estranyes" no són necessàries, ni benvingudes, als fitxers ràster del MiraMon.

El MiraMon permet efectuar visualitzacions:

• De 24 bits de color per píxel, o 16 milions de colors, ambdós casos a partir de combinacions RGB de 3 bandes (comprimides o no, byte, integer, etc), com a través d'altres formats com JPEG, JPEG2000, MrSID o BMP.
• Utilitzant semitransparència en qualsevol cas.
• Definint el tipus d'assignació dels valors del píxel als valors de la paleta a escollir entre les opcions: assignació directa d'enters (correspondència 1 a 1 entre els valors del píxel i els valors de la paleta), directa d'enters amb desplaçament d'origen, escalat lineal o escalat logarítmic.
• Per classes dinàmiques.
• Modificant el rang de valors a visualitzar.

A partir de la versió 4.0 (2000), el MiraMon accepta multibanda en un mateix fitxer ràster format per "n" fitxers de valors (extensions .img, .jpg, .jp2, .j2c, .sid, etc) i un fitxer de metadades el qual incorpora no només la georeferència sinó també la simbolització per defecte, les relacions entre taules i altres metadades com ara els indicadors de qualitat espacial i temàtica, etc (extensió .rel).

A partir de la versió 5.5 (octubre 2005), el MiraMon incorpora la possibilitat d'obrir diversos ràsters en una mateixa sessió (multiràster) sense limitar l'àmbit de les altres capes obertes. Es poden obrir de forma directa qualsevol dels formats descrits més amunt i molts d'altres mitjançant importació.

Descripció del fitxer de documentació dels formats ràster del MiraMon

El fitxer de documentació .REL que acompanya a alguns dels formats és propi del MiraMon. És un fitxer de text pla, en format INI de Windows, format per seccions i claus. Aquest fitxer és editable amb qualsevol processador de textos (Notepad, etc); no obstant, degut a la seva complexitat, és aconsellable modificar les dades a través de l'aplicació del Gestor Universal de Metadades Geoespacials (GeM+) per a metadades i relacions amb taules alfanumèriques (pestanya "Informació temàtica"), i utilitzant les opcions interactives de Visualització/Simbolització del mòdul principal del MiraMon. A l'interior de cada secció hi ha una sèrie de claus seguides d'un signe igual i d'un valor o cadena de caràcters. Aquestes claus permeten definir la informació que ha de contenir el fitxer.

Les principals seccions suportades en els fitxers de metadades de ràster I.rel són:

• [VERSIO] -> Secció que descriu la versió i subversió del fitxer REL.
• [METADADES] -> Secció que descriu les característiques generals de les metadades, com ara l'idioma o idiomes en què estan les metadades, la data de creació, el joc de caràcters o l'identificador únic del fitxer.
• [METADADES:ORGANISME_#] -> Secció que descriu l'organisme editor de les metadades. El símbol # és el número de l'organisme que hi ha participat.
• [IDENTIFICATION] -> Secció que descriu el títol del ràster, etc.
• [OVERVIEW] -> Secció que descriu, entre altres, la data de creació de la base, la data d'actualització, un resum de la base, etc.
• [OVERVIEW:ORGANISME_#] -> Secció que descriu, entre altres, dades de l'organisme coordinador, promotor, editor i distribuïdor de la base. El símbol # és el número de l'organisme participant. El primer en aparèixer sempre és el número 1 i els posteriors porten números consecutius.
• [OVERVIEW:ASPECTES_TECNICS] -> Secció que descriu, entre altres, el tipus de fitxer, el model de dades, el nombre de files i columnes, comentaris, etc.
• [OVERVIEW:ASPECTES_TECNICS:PLAT_INSTR_INFO] -> Secció que descriu les característiques de la plataforma i el sensor.
• [SPATIAL_REFERENCE_SYSTEM:HORIZONTAL] -> Secció que indica el tipus de sistema de referència horitzontal (cartogràfic o local) i el seu identificador, necessita conèixer la seva descripció, unitats, projecció, dàtum i el·lipsoide, etc.
• [SPATIAL_REFERENCE_SYSTEM:HORIZONTAL:QUALITY] -> Secció que descriu la qualitat del sistema de referència horitzontal (amb indicadors com el d'exactitud posicional -RMS en X, RMS en Y, RMS en l'ajust dels punts de control, etc-).
• [EXTENT] -> Secció que descriu, entre d'altres, l'extensió de la base (coordenades de l'envolupant), etc.
• [QUALITY:LINEAGE:PROCESS_#] -> Seccions que descriuen els diferents processos realitzats a la base (correcció radiomètrica, correcció geomètrica, mosaics entre capes, transformació dels formats del ràster -per exemple de CEOS a IMG-, etc), l'organisme que els ha realitzat i la data de realització. El símbol # és el número del procés efectuat en la base en l'ordre en què s'ha realitzat. El primer procés sempre és el número 1 i els posteriors porten números consecutius.
• [ATTRIBUTE_DATA] -> Secció que descriu els atributs de les dades de la base (unitats del ràster, valor assignat als sensedades, nombre de bandes, etc).
• [ATTRIBUTE_DATA:NOM_CAMP] -> Secció que descriu les característiques genèriques de la banda, tal com el nom, el descriptor o rang de la banda espectral, així com també valor mínim i màxim de les dades de la imatge.
• [ATTRIBUTE_DATA:NOM_CAMP:BAND] -> Secció que indica les característiques concretes d'una banda en la base, tal com la radiància mínima i màxima, longitud d'ona mínima i màxima, coeficients de reescalat, etc.
• [COLOR_TEXT] -> Secció que indica les característiques de visualització del ràster, per exemple la definició de la paleta a obrir per defecte, el tractament de la variable (categòrica, etc), la semitransparència, l'escala mínima i màxima de visualització, etc.
• [VISU_LLEGENDA] -> Secció que indica les característiques de visualització de la llegenda pel que fa al nombre i descripció de les categories, etc.

L'ordre de les seccions dintre el fitxer és irrellevant. Igualment l'ordre de les claus dintre cada secció.

Es pot consultar un exemple del format I.rel obrint, amb la llibreta del Windows, qualsevol fitxer I.rel que contingui un ràster corresponent a la capa distribuïda amb les Col·leccions de Mapes Favorits del MiraMon. Per a una descripció més completa es pot consultar l'ajuda del Gestor Universal de Metadades Geoespacials.

Prèviament a la versió 4.0 del MiraMon, els formats ràster s'inspiraven en el format binari .img Idrisi, utilitzant un fitxer .doc (no Word, sinó un fitxer .txt) com a documentació breu. Aquest format encara es pot llegir i crear des de l'aplicació GeM+ per compatibilitat amb versions anteriors, però es desaconsella completament. Per a obtenir més informació sobre els formats i el contingut dels fitxers de documentació antics, es pot consultar Formats dels fitxers de metadades i de relacions entre taules.