原比例5倍放大12倍放大4、柵格數據模型多種數據以柵格格式編碼，包括數字高程數據、衛星影像、數字正射影像、掃描地圖和圖形文件與矢量數據模型（格式）不同，柵格數據模型在過去的30年中沒有大的變化，包括概念或數據格式。相關研究僅在數據結構和數據壓縮柵格數據一般需要更大的計算機存儲空間。因此，對于柵格數據的用戶來說，涉及數據存儲和調用的效率問題就十分重要本章分成以下5節：4.1節討論柵格數據的基本要素，包括柵格數值、像元大小、波段和空間參照系統；4.2節闡述不同類型的柵格數據；4.3節概述三種不同的柵格數據結構；4.4節重點解釋數據壓縮方法；4.5節討論矢量數據與柵格數據之間的變換（轉換）；4.1柵格數據模型要素柵格數據模型，在GIS中也被稱為格網、影像、柵格地圖、表面覆蓋(surfacecover)等柵格由行、列排列的像元組成（像元矩陣）。像元又稱為像素，具有尺寸大小柵格中的每個像元由其所在行、列的位置定義。行、列由格網左上角起始。在二維坐標系統中，行作為y坐標，列作為x坐標。（影像坐標）（0,0）（M,N)像元，具有邊長、面積、隱含坐標影像坐標系（x,y）（行、列）柵格數據，可以是整型（整數）或浮點型數據在算法上，柵格行與列，其像元值可以儲存為二維數組，也可視為矩陣所有常用編程語言，都支持數組變量。柵格數據運算通常比矢量數據簡單浮點型柵格比整型柵格需要更多的計算機存儲量，這是涉及大范圍的GIS項目必須考慮的一個重要因素，即數據量控制像元大小像元大小決定了柵格數據模型的分辨率一個10m的像元意味著每一個像元為100平方米(10×10m)。同理，一個30m的像元意味著每一個像元為900平方米(30×30m)。像元太大，則無法表示空間要素的精細差異，增加在一個像元中存在混合要素（如覆蓋了森林、牧場與水域）的機會采用較小的像元，分辨率增加，但又增加了數據量，間接增加數據處理時間如果一個大的像元覆蓋了地面上的森林、牧場和水域，那么這個像元應該用哪個類別表示呢？（1）按面積比例：最常用的方法，是將占據此像元面積比例最大的類型作為其類別（2）按要素重要性：如果牧場被認為比森林和水域更加重要，那么這個具有三種要素的混合像元將被編碼為牧場。即，像元值的確定可基于空間要素在研究中的重要性程度概念：經過與投影坐標系統匹配處理的柵格數據通常稱為地理參照柵格數據（即有確定的地理坐標或地圖坐標）不必再次提醒的問題：多個圖層的疊加，須保證確保數據基于相同的坐標系統。如若要將一個高程柵格疊加到基于矢量的土壤圖層，我們必須先確保這兩個數據集都基于相同的坐標系統目前可獲取的信息源數字高程模型(DEM)概念：數字高程模型(DEM)，一種由由等間隔海拔數據（地表高程）排列組成的數據格式。DEM是以點為基礎的，但也容易由像元中心的海拔高度點轉換成柵格數據存在多種格式的DEM大多數美國GIS用戶使用美國地質調查局(USGS)提供的DEM。USGS提供四種類型的DEM數據：覆蓋范圍7.5分的DEM、30分的DEM、1度的DEM和阿拉斯加DEM。生產DEM的一個基本方法是采用具有重疊區域和不同視角的航拍影像，由立體測圖儀分析。此方法對于大范圍區域費用昂貴也可以由諸如具有重疊區域和不同視角的衛星影像來生成DEM，如SPOT立體模型由GPS(全球定位系統)經過差分訂正而得航天飛機雷達測量的高程模型：立體雷達數據也可以作為生產DEM的數據源。如中國常用的NASA的SRTM（航天飛機雷達測量的高程模型）全球尺度的不同分辨率的DEM在使用

數字正射影像概念：數字正射影像（DOQ）消除攝影鏡頭傾斜誤差消除地形起伏的視差即地物投影構成的影像傾斜地形視差的形成圖形（影像）文件地圖、照片和影像可存儲為數字圖形文件。流行的圖形文件為柵格格式，如TIFF、GIF、JPEG。USGS在數字正射影像中常用TIFF或GeoTIFF格式。GeoTIFF是TIFF格式的具有地理坐標參照的版本柵格數據結構柵格數據結構是指柵格數據的存儲方式。在過去的30年中，有好幾種柵格數據結構。本節介紹三種常用的結構：逐個像元編碼(cell-by-cellencoding)、游程編碼(run-lengthencoding)、四叉樹(quadtree)單元順序編碼

（cell-by-cellencoding）0000110000011100001111100011111000111110011111100111111000000000柵格數據含有冗余格網值時，單元接單元編碼方法就不是最有效率了。例如，一幅土壤圖的二進制掃描文件有許多代表空白區的0，僅有少量代表士壤界限的黑線。二進制掃描文件一類的柵格數據模型，可用游程編碼(RLE)更有效地存儲，它是以行和組來記錄格網單元值。每一組包括了一個格網值和擁有該值的格網個數。如果一行中所有單元含有相同值，則僅有一組被記錄，這節省了計算機存儲量。游程編碼（屬性,游程）第0行：（0,4）（1,2）（0,2）第1行：（0,3）（1,3）（0,2）第2行：（0,2）（1,5）（0,1）第3行：（0,2）（1,5）（0,1）第4行：（0,2）（1,5）（0,1）第5行：（0,1）（1,6）（0,1）第6行：（0,1）（1,6）（0,1）第7行：（0,8）區域四叉樹將網格或分為四個象限，如此細分直至每一象限均為同一屬性第一象限（NE）的細分情況如下

四叉樹的建立計算量大，數據存儲量通常也大，實際上不能作為數據的壓縮方式。但查詢較容易。數據壓縮數據壓縮指數據量的減少，這對數據傳遞和網絡制圖(lnternetmapping)尤其重要。數據壓縮程序如，用于微機的WinZip、Winrar、好壓等

圖像壓縮技術又可以分為無損壓縮和有損壓縮。無損壓縮方法允許圖像被精確重構。如游程編碼方法(RLE)就是無損壓縮的一個實例。PackBits壓縮方法是一種有效的游程編碼方法的變體。盡管GIF格式在技術上是無損的，但是它并不能保持原有圖像的質量，因為它最大只能達到256（8比特）色。TIFF數據格式可以提供用于圖像壓縮的PackBits和LZW有損壓縮(lossycompression)方法不能完全重構原始圖像，但是卻可以達到較高至很高的壓縮率。常用的JPEG格式使用的就是有損壓縮方法。該法將圖像分解成大小為64(8×8)的斑塊，然后對各個斑塊進行獨立處理，各個斑塊中的顏色被代換并簡化，以減少數據編碼量。這種基于斑塊的處理過程導致出現塊狀(“blocky”)現象。通過有損壓縮方法的圖像退化可能影響GIS相關的任務JPEG2000使用小波變換。小波變換被認為是用于圖像壓縮的最新選擇MrSID和JPEG2000都可以執行無損或者有損壓縮。無損壓縮方式保存小波系數，并使用它們對原始圖像進行重構