Сжатие растра

Основной эффект сжатия данных - уменьшение размера файла, что позволяет экономить место на жестком диске. Дополнительным преимуществом является значительно улучшенная производительность по сети, потому что вы передаете уменьшенное количество данных, которые считываются с диска и передаются на сервер или напрямую в приложение для чтения. Тем не менее, поскольку сжатые данные необходимо распаковать перед выводом на экран, этот процесс может занять некоторое время и может увеличить требования CPU на сервере или в приложении. Большинство wavelet- сжатий более тяжелые для CPU, чем JPEG, LZW или LZ77. При использовании сжатия JPEG 2000 затрачиваемое на сжатие время часто связано с долей сжатия. Чем сильнее сжаты данные, тем больше времени требуется на их распаковку.

Сжатие также можно применять к сервисам изображений при переносе пикселов из сервера в клиентские приложения. Это сжатие передачи, которое не зависит от сжатия хранения. Сжатие передачи может значительно повысить производительность за счёт снижения требований к ширине канала. (Сжатие передачи для кэша карты такое же, как сжатие хранения).

ArcGIS может хранить сжатые данные в следующих форматах: IMG, JPEG, JPEG 2000, TIFF, Grid, файловая база геоданных, персональная база геоданных и база геоданных ArcSDE. При хранении данных в базе геоданных, блоки данных сжимаются до сохранения.

Сжатие данных бывает с потерями (JPEG и JPEG 2000) или без потерь (LZ77, PackBits, CCITT). Сжатие без потерь означает, что значения ячеек набора растровых данных не меняются и не теряются. Если значения пикселов должны использоваться для анализа или на их основе будут разрабатываться другие данные, следует выбрать сжатие без потерь.

Типы сжатия растров, поддерживаемые в ArcGIS

Сжатие (Compression)	С потерями или без потерь	Примечания
LZ77	Без потерь
JPEG	С потерями	Может определить качество сжатия
JPEG 2000	С потерями или без потерь	Может определить качество сжатия
PackBits	Без потерь	Применяет только к TIFF
LZW	Без потерь
RLE	Без потерь
CCITT GROUP 3	Без потерь	Применяет только к TIFF
CCITT GROUP 4	Без потерь	Применяет только к TIFF
CCITT (1D)	Без потерь	Применяет только к TIFF
Нет	Нет сжатия данных

Типы сжатия растров, поддерживаемые в ArcGIS

Сжатие LZ77 (по умолчанию) является сжатием без потерь, т.е. значения ячеек сохраняются. Этот тип сжатия использует тот же алгоритм, что и формат изображений PNG, и напоминает сжатие ZIP. Поскольку при сжатии без потерь сохраняются все значения пикселов, степень сжатия в этом случае невелика (обычно 2:1 или 3:1, в зависимости от данных). Сжатие с потерями, с другой стороны, может в значительно большей степени уменьшить размер набора растровых данных (до 20:1); однако, при этом не сохраняются точные значения каждого пиксела. Сжатие с потерями подходит для тех ГИС проектов, в которых набор растровых данных используется только в качестве фона, и обычно не годится для анализа растра.

Для сжатия JPEG и JPEG 2000, степень сжатия зависит от используемых данных, но ею также можно управлять, изменяя значение качества, которое можно выбрать в диапазоне от 1 до 100. Чем выше значение, тем ниже степень сжатия, но выше качество изображения. Если вы выбираете низкое значение, степень сжатия повысится, но качество изображения станет ниже. Степень сжатия JPEG может достигать 10:1, а JPEG 2000 - 20:1. Чем больше однородных данных, тем выше степень сжатия. Чем ниже качество, тем выше степень сжатия. Алгоритм сжатия JPEG (JFIF) может использоваться только с 8-битными растровыми данными без знака (один или несколько каналов) и может применяться к первым 12 битам 16-битных данных. JPEG 2000 использует технологию сжатия методом wavelet -преобразования, при котором растр выглядит как сжатый без потерь, однако значения ячеек все же изменены. Часто нелегко увидеть различия между оригинальным и сжатым растрами.

При сохранении растра в файл или в персональную базу геоданных с использованием сжатия JPEG 2000 вы можете сохранить растровые данные без потерь, если зададите качество сжатия 100. Сжатия без потерь нельзя добиться с файловой базой геоданных или базой геоданных ArcSDE. Для файловой базы геоданных и ArcSDE используйте LZ77.

Сжатие с потерями следует выбрать:

• Если растры используются только в качестве фона и вы не предполагаете выполнять их анализ
• Для быстрой загрузки и извлечения данных
• Если нужно меньше пространства хранения, т.к. доли сжатия могут быть в диапазоне от 1:1 до 20:1.

Сжатие без потерь следует выбрать:

• Если наборы растровых данных должны использоваться для получения других данных или для визуального анализа
• При использовании дискретных данных
• Если вы не планируете сохранять оригинальные данные
• Если данные уже сжаты с потерями

Опции сжатия растров базы геоданных, которые используются для анализа

Битовая глубина	Нет сжатия	Сжатие LZ77
1 bit	OK	Рекомендуется
8 bit	OK	OK
16 bit	OK	OK
32 бит	OK	OK
64 бит	OK	Рекомендуется

Опции сжатия баз геоданных анализа изображений

Опции сжатия растров базы геоданных, которые используются в качестве изображений

Битовая глубина	Сжатие JPEG	Сжатие JPEG 2000
1 бит	Нет	Нет
8 бит	Рекомендуется	Рекомендуется
16 bit	OK (только первые 12 битов)	Рекомендуется
32 бит	Нет	Нет
64 бит	Нет	No

Основные опции сжатия растров и изображений

В некоторых случаях вы можете сохранить растровые данные без сжатия, однако, чаще всего рекомендуется сжатие использовать. Если вы не уверены, какой способ сжатия следует выбрать, используйте предлагаемый по умолчанию LZ77 (без потерь).