Descripción de los formatos ráster de MiraMon

En MiraMon se trata como ráster cualquier representación del espacio cartográfico que se hace por división de este en una malla de cuadrados (denominados celdas o píxeles) en un espacio rectangular. De este modo un ráster puede contener una imagen de satélite, una fotografía aérea, un modelo digital de elevaciones (MDE), un mapa temático ráster (por ejemplo categorías de cubiertas del suelo), etc. En cualquier caso, el usuario se informará, a través de la información contenida en el fichero de metadatos, de si aquel tipo de datos hace referencia a un valor global medio para cada celda (caso de las imágenes de radiancia de sensores o de cámaras fotográficas tradicionales), al valor en el centro de la celda (caso habitual de la elevación en un MDE), a un valor modal (es decir la clase más frecuente en aquella celda, como en muchos mapas temáticos), etc. La comprensión de la naturaleza de los datos almacenados en cada celda implica diferencias en el tratamiento de diferentes operaciones espaciales (por ejemplo, cambios de resolución, remuestreos por interpolación, etc).

La descripción que se muestra a continuación explica los formatos ráster desde un punto de vista de usuario. Si se desea una explicación más técnica (formato interno, etc) y conceptualmente profunda (para programadores), se puede consultar el documento técnico Format dels fitxers ràster del MiraMon (versión en catalán) o alternativamente MiraMon raster file format (versión en inglés).

Descripción de los ficheros de valores de los formatos ráster de MiraMon

Los ficheros de valores pueden ser almacenados en diversos formatos:

• propios de MiraMon
• formatos que pueden ser abiertos de forma directa con MiraMon
• formatos importables a MiraMon

Els ficheros de valores propios de MiraMon son:

• IMG no comprimido: formato binario sin cabecera que almacena los valores de los registros ordenados de izquierda a derecha y de arriba abajo sin ninguna separación entre las filas de la imagen (excepto en los ficheros bit); además, en los ficheros bit, los bits de cada byte se numeran (0 a 7) comenzando por el menos significativo y un byte nunca no presenta píxeles de dos filas simultáneamente: cada fila debe comenzar en un bit 0 y los bits no usados del final de una fila (si los hubiera, deben valer 0).
• IMG comprimido: formato binario con o sin cabecera (al final) que suele utilizar diversas estrategias para la compresión de los datos, de forma que éstas suelen ocupar menos espacio de disco. Sea cual sea la estrategia utilizada (RLE clásico, RLE extracomprimido, con indexación, etc.) se trata siempre de una compresión sin pérdida (es decir, conservativa), de forma que siempre es posible volver al formato no comprimido de idénticas características al original (utilícese la aplicación IMGIMG del menú "Herramientas | Mantenimiento de ficheros | Conversión y compresión/descompresión de rásters"). La compresión utilizada en los ficheros IMG es una variante del Run Length Encoding, RLE. RLE es una estrategia de compresión sin pérdida muy eficiente para imágenes categóricas con alta repetición de píxeles a lo largo de una misma fila, pero funciona muy mal cuando la imagen (o un trozo de ella) presenta zonas sin repeticiones (como una imagen de tipo fotográfico, o un MDE); en estos casos es tan ineficiente que puede llegar a doblar el tamaño de la imagen. Un segundo inconveniente es que no hay ninguna forma de dirigirse rápidamente a un cierto píxel (es necesario descomprimir la imagen dinámicamente hasta que llegamos al píxel pedido), y esto lo hace lento de acceso para lecturas no consecutivas. MiraMon utiliza dos mejoras en la estrategia RLE convencional para evitar estos inconvenientes: La primera es la que llamamos RLE extracomprimido, que consiste en evitar el uso del contador RLE en zonas sin repeticiones dentro del ráster; estas zonas vienen precedidas por un contador RLE de valor cero, que indica por convenio que a continuación se expresa, en un byte, el número de valores no comprimidos que siguen (independientemente que sean byte, integer, etc). La segunda es la generación de ficheros RLE indexados, en el que se añade al final del fichero unos índices para poder acceder rápidamente a cualquier punto dentro del ráster.

  Los dos tipos de fichero, IMG comprimido y no comprimido, utilizan la extensión .img, tienen un orden de los bytes menor-mayor (little-endian) y presentan un fichero I.rel complementario, creado por MiraMon y situado en el mismo directorio. El fichero I.rel normalmente tiene el nombre del fichero .img, pero añadiendo la "I" al nombre y utilizando la extensión .rel (por ejemplo, raster.img + rasterI.rel), pero en ficheros ráster multibanda se puede utilizar el nombre de una de las bandas (e.g., Azul.img + Verde.img + Rojo.im. un nombre genérico (e.g., Azul.img + Verde.img + Rojo.img + IR.img + CuatroBandasI.rel). El fichero I.rel puede contener simbolización si es necesario (paleta de colores, interpretación categórica o cuantitativa, etc), puede contener relaciones con bases de datos si es necesario (normalmente una tabla única que actúa como tesauro de categorías) y debe contener metadatos básicos (e.g., tipos de datos, etc). Los metadatos ampliados (incluidas las propiedades radiométricas, las unidades del ráster, la calidad, la plataforma y el sensor, etc) se pueden documentar completamente dentro del fichero I.rel mediante el GeM+. Este fichero es de tipo texto en formato INI de Windows, que admite jerarquía (niado de secciones, i.e., [sección] --> [sección:subsección]) cuando es necesario expresar diferentes paletas de colores para diferentes ficheros .img del conjunto multibanda, etc). Por su complejidad, se recomienda modificar estos ficheros I.rel mediante GeM+ para metadatos y relaciones con tablas alfanuméricas (pestaña "Información temática") y utilizar las opciones de visualización interactiva del módulo principal de MiraMon para fines de simbolización.

Los ficheros de valores que pueden ser abiertos de forma directa con MiraMon son:

• TIFF/GeoTIFF: Formato binario con cabecera definido por Aldus/Adobe Systems. MiraMon soporta ficheros TIFF de 1 bit, 8 bits en escala de grises, 8 bits con paleta, 24 bits (3 bandas) y multibanda con más de 3 ficheros TIFF; también se admiten otros tipos de datos comunes (enteros, reales) y variantes como BigTIFF. El formato TIFF puede ser con no comprimido o utilizar compresiones sin pérdida (LZW). Para la georeferenciación MiraMon acepta tanto el formato GeoTiff (georeferencia incorporada en la cabecera), la presencia de un fichero World (.tfw o .tifw) y la especificación en los ficheros de metadatos de MiraMon. Para más información sobre el orden de prioridad de MiraMon cuando existe más de una fuente de georreferenciación, consúltese la aplicación TIFIMG. Utiliza la extensión .tiff o .tif. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunas aplicaciones pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• JPEG: Formato binario con cabecera definido por el Joint Photographic Experts Group y especialmente indicado para guardar en muy poco espacio imágenes de tipo fotográfico (fotos aéreas, ortofotos, imágenes de satélite, etc). MiraMon soporta ficheros JPEG de 24 bits de color de píxel (color natural) o de 256 grises. Se debe tener presente que la compresión JPEG es, en la mayoría de casos, una compresión con pérdida (no conservativa), por lo que sólo es adecuada para imágenes destinadas a análisis visual (como ortofotos), pero no para un rigoroso análisis digital (como los utilizados para obtener mapas categóricos temáticos rásters o MDE). Utiliza la extensión .jpg (o .jpeg). Los metadatos se pueden documentar plenamente con el GeM+ a partir del fichero J.rel creado por MiraMon. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• JPEG2000: Formato binario con cabecera definido por el Joint Photographic Experts Group. MiraMon soporta ficheros JPEG2000 de 24 bits de color por píxel (color real), de 256 grises y también RGBK (similar a los ficheros de 24 bits pero con una banda adicional indicando la transparencia) así como imágenes multiespectrales donde el nombre y la descripción de las bandas puede ser cualquiera. El formato JPEG2000 puede ser con compresión con pérdida o con compresión sin pérdida. Utiliza las extensiones jp2, j2c (sin cabecera). Se ha implementado un selector de bandas para ráster en JPEG2000 multispectral (de más de 3 bandas) por lo que ahora se puede elegir entre ver una de las bandas en escala de grises o bien escoger 3 para hacer una composición RGB. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• ECW: Formato binario con compresión wavelet optimizado para imágenes aéreas y de satélite desarrollado por Earth Resource Mapping/Leica Geosystems. La georreferenciación puede estar embebida dentro del fichero. Utiliza la extensión .ecw. Se ha implementado la lectura de ficheros ECW de más de 3 bandas y se ha ampliado el soporte a diversos sistemas de referencia espacial, entre ellos los basados en ETRS89. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• MrSID: Formato binario con cabecera definido por el LizardTech, Inc. MiraMon soporta ficheros MrSID de 24 bits de color por píxel (color real), de 256 grises y también RGBK (similar a los ficheros de 24 bits pero con una banda adicional indicando la transparencia) así como imágenes multiespectrales donde el nombre y la descripción de las bandas puede ser cualquiera. El formato MrSID puede ser con compresión con pérdida o con compresión sin pérdida. Utiliza la extensión .sid. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• BMP: Formato binario (Device Independent Bitmap) con cabecera definido por Microsoft que almacena los valores de las celdas ordenadas de izquierda a derecha y casi siempre de abajo a arriba (salvo algunas raras excepciones). Normalmente no tiene compresión, aunque puede aplicarse una compresión sin pérdida de tipo RLE. Utiliza la extensión .bmp. Los metadatos se pueden documentar plenamente con el GeM+ a partir del fichero B.rel creado por MiraMon. Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• DIB: Formato binario análogo al BMP, sin la cabecera de fichero (con BITMAPINFO, pero sin BITMAPFILEHEADER). Este formato puede ser abierto directamente con MiraMon para visualizarlo, realizar consultas, etc, pero algunos módulos pueden no darle soporte; en este caso es necesario importarlo con la herramienta adecuada del menú "Fichero | Importación" a uno de los formatos que la aplicación admite.
• o Cualquier formato soportado por las librerías GDAL. Véanse detalles más abajo.

Un extenso número de otros formatos ráster pueden ser incorporados también en MiraMon, vía importación, como son todos los ficheros antes mencionados de apertura directa, y los formatos E00 ráster, TXT, raw, RST (Idrisi32), HDF, LAN/GIS (Erdas 7.4), CEOS (Landsat), NDF (Landsat), JPEG2000 (Sentinel), SPOT, GRD (Surfer), PGM/PPM, CTL (Grad) y RF (Zebra). A partir de la versión 10 (2024), todos los formatos compatibles con las bibliotecas GDAL también pueden leerse directamente, así como ser importados a IMG (mediante la aplicación GDALMM). Esto no solo permite utilizar decenas de otros formatos sin una operación de importación previa, sino también expandir el uso de algunas variantes de formatos ya soportados. Para más información consúltese la opción Importar del menú "Fichero".

Los 13 subformatos ráster aceptados por MiraMon para el formato propio IMG (6 comprimidos, 7 no comprimidos) son los que se muestran en la siguiente tabla; todos ellos, excepto bit, pueden ser comprimidos (y, en ese caso, indexado para una mayor velocidad de acceso):

Nota sobre los valores sindatos: Los valores sindatos siempre se colocan fuera de los valores [mín., máx.] de los datos ráster. No es necesario colocarlos en los extremos admitidos de los tipos de datos (e.g., -32768 o 32767 en enteros), por lo que -9999 es adecuado si todos los valores son >-999. Lo mismo ocurre con los números reales. Sin embargo, si se desea un valor sindatos en un extremo de los números reales, debe utilizarse ±2.9x10⁺³⁰¹ para el tipo de dato doble (64 bits) (y 2.2x10⁺³⁰¹ como máximo razonable [-2.2x10⁺³⁰¹ como mínimo razonable]); y usar ±5,3x10⁺³⁷ para el tipo de dato real (float, 32 bits) (y 5.195x10⁺³⁷ como máximo razonable [-5.195x10⁺³⁷ como mínimo razonable]). Los valores sindatos se consignan correctamente en el fichero de metadatos ráster (I.rel) , así como la descripción deseada, que puede cambiar desde la pestaña de Información temática del GeM+.

Nota sobre NAN, números desnormalizados, etc. en los tipos de datos real (float) y doble: por razones de rendimiento, los archivos que contienen números reales no deben contener bits combinados como Not-a-Number (NAN), infinitos, números desnormalizados, etc. Las combinaciones de bits "extrañas" no son necesarias ni bienvenidas en los archivos ráster de MiraMon.

MiraMon permite efectuar visualizaciones:

• De 24 bits de color por píxel, o 16 millones de colores, a partir de combinaciones RGB de 3 bandas (comprimidas o no, byte, integer, etc), como a través de otros formatos como JPEG, JPEG2000, MrSID o BMP.
• Utilizando semitransparencia en cualquier caso.
• Definiendo el tipo de asignación de los valores del píxel a los valores de la paleta a elegir entre las opciones: asignación directa de enteros (correspondencia 1 a 1 entre los valores del píxel y los valores de la paleta), directa de enteros con desplazamiento de origen, escalado lineal o escalado logarítmico.
• Por clases dinámicas.
• Modificando el rango de valores a visualizar.

A partir de la versión 4.0 (2000), MiraMon acepta multibanda en un mismo fichero ráster formado por "n" ficheros de valores (extensiones .img, .jpg, .jp2, .J2C, .sid, etc.) y un fichero de metadatos que incorpora no sólo la georeferencia sino también la simbolización por defecto, las relaciones entre tablas y otros metadatos tales como los indicadores de calidad espacial y temática, etc. (extensión .rel).

A partir de la versión 5.5 (octubre 2005), MiraMon incorpora la posibilidad de abrir varios ráster en una misma sesión (multiráster) sin limitar el ámbito de las otras capas abiertas. Se pueden abrir de forma directa cualquiera de los formatos descritos más arriba y muchos otros mediante importación.

Descripción del fichero de documentación de los formatos ráster de MiraMon

El fichero de documentación .REL que acompaña a algunos de los formatos es propio de MiraMon. Es un fichero de texto llano, en format INI de Windows, formado por secciones y claves. Este fichero es editable con cualquier procesador de textos (Notepad etc); no obstante, a causa de su complejidad, es aconsejable modificar los datos a través de la aplicación Gestor Universal de Metadatos Geoespaciales (GeM+) para metadatos y relaciones con tablas alfanuméricas (pestaña "Información temática"), y utilizando las opciones interactivas de Visualización/Simbolización del módulo principal de MiraMon. En el interior de cada sección hay una serie de claves seguidas de un signo igual y de un valor o cadena de caracteres. Estas claves permiten definir la información que deben contener el fichero.

Las secciones soportadas en los ficheros de metadatos de ráster I.rel son:

• [VERSIO] -> Sección que describe la versión y subversión del fichero REL.
• [METADADES] -> Sección que describe las características generales de los metadatos, como el idioma o idiomas en que están los metadatos, la fecha de creación, el juego de caracteres o el identificador único del fichero.
• [METADADES:ORGANISME_#] -> Sección que describe el organismo editor de los metadatos. El símbolo # es el número del organismo que ha participado.
• [IDENTIFICATION] -> Sección que describe el título del ráster, etc.
• [OVERVIEW] -> Sección que describe, entre otros, la fecha de creación de la base, la fecha de actualización, un resumen, etc.
• [OVERVIEW:ORGANISME_#] -> Sección que describe, entre otros, datos del organismo coordinador, promotor, editor y distribuidor de la base. El símbolo # es el número del organismo participante. El primero en aparecer siempre es el número 1 y los posteriores llevan números consecutivos.
• [OVERVIEW:ASPECTES_TECNICS] -> Sección que describe, entre otros, el tipo de fichero, el modelo de datos, el número de filas y columnas, comentarios, etc.
• [OVERVIEW:ASPECTES_TECNICS:PLAT_INSTR_INFO] -> Sección que describe las características de la plataforma y el sensor.
• [SPATIAL_REFERENCE_SYSTEM:HORIZONTAL] -> Sección que indica el tipo de sistema de referencia horizontal (cartográfico o local) y su identificador, necesita conocer su descripción, unidades, proyección, dátum y elipsoide, etc.
• [SPATIAL_REFERENCE_SYSTEM:HORIZONTAL:QUALITY] -> Sección que describe la calidad del sistema de referencia horizontal (con indicadores como el de exactitud posicional -RMS en X, RMS en Y, RMS en el ajuste de los puntos de control, etc).
• [EXTENT] -> Sección que describe, entre otros, la extensión de la base (coordenadas del ámbito), etc.
• [QUALITY:LINEAGE:PROCESS_#] -> Secciones que describen los diferentes procesos realizados a la base (corrección radiométrica, corrección geométrica, mosaicos entre capas, transformación de los formatos del ráster -por ejemplo de CEOS a IMG-, etc), el organismo que los ha realizado y la fecha de realización. El símbolo # es el número del proceso efectuado en la base en el orden en que se ha realizado. El primer proceso siempre es el número 1 y los posteriores llevan números consecutivos.
• [ATTRIBUTE_DATA] -> Sección que describe los atributos de los datos de la base (unidades del ráster, valor asignado a los sindatos, número de bandas, etc).
• [ATTRIBUTE_DATA:NOM_CAMP] -> Sección que describe las características genéricas de la banda, por ejemplo el nombre, el descriptor o rango de la banda espectral, el valor mínimo y máximo de los datos de la imagen, etc.
• [ATTRIBUTE_DATA:NOM_CAMP:BAND] -> Sección que indica las características concretas de una banda en la base, tal y como la radiancia mínima y máxima, longitud de onda mínima y máxima, coeficientes de reescalado, etc.
• [COLOR_TEXT] -> Sección que indica las características de visualización del ráster, por ejemplo la definición de la paleta a abrir por defecto, el tratamiento de la variable (categórica, etc), la semitransparencia, la escala mínima y máxima de visualización, etc.
• [VISU_LLEGENDA] -> Sección que indica las características de visualización de la leyenda en relación al número y descripción de las categorías, etc.

El orden de las secciones dentro el fichero es irrelevante. De igual forma, el orden de las claves dentro cada sección.

Se puede consultar un ejemplo del formato I.rel abriendo, con el bloc de notas de Windows, cualquier archivo I.rel que incluya un ráster correspondiente a la capa distribuida con las Colecciones de Mapas Favoritos de MiraMon. Para una descripción más completa se puede consultar la ayuda del Gestor Universal de Metadatos Geoespaciales.

Previamente a la versión 4.0 de MiraMon, los formatos ráster se inspiraban en el formato binario .img de Idrisi, utilizando un archivo .doc (no Word, sino .txt) como documentación breve. Este formato aún se puede leer y crear desde la aplicación GeM+ por compatibilidad con versiones anteriores, pero se desaconseja por completo. Para más información sobre los formatos y el contenido de los archivos de documentación antiguos, puede consultarse Formatos de los ficheros de metadatos y de relaciones entre tablas.