Nástroj srovnatelný s topologickými překryvnými operacemi vektorových dat.
Umožňuje kombinovat rastrové vrstvy pomocí různých matematických operací.
Tyto matematické operace se vykonávají buď na jedné nebo více
vrstvách a jejich výstupem je vrstva nová. Rastrová algebra se často používá pro
prostorové modelování a analýzu.
na individuální buňce, nová hodnota vzniká z jedné rastrové buňky jedné nebo více vrstev.
Fokální
v definovaném okolí, nová hodnota vzniká z definovaného okolí buňky
(např. jako výsledek operace nad „oknem“ 3x3 pixely)
Zonální
na specifické oblasti, nová hodnota vzniká ze zóny definované v jiné vrstvě.
Globální
používají se všechny buňky informační vrstvy (např. analýzy povrchů).
Jak již bylo uvedeno, tak Rasterio využívá pro uložení dat strukturu
NumPy, což nám umožňuje s těmito datovými
strukturami pracovat standardním způsobem a využívat i pokročilé
nástroje pro analýzu obrazu, jako je Sciktit Image, Matplot lib,
OpenCV
a další.
V našem příkladu si ukážeme jednoduchou analýzu - výpočet indexu NDVI ze
satelitních dat.
Normalizovaný vegetační index je jednoduchý grafický
indikátor, který ukazuje na přítomnost zelené vegetace v daném objektu
(snímku). Tento index se obyčejně, ale nikoliv výhradně, používá pro
zpracování satelitních dat.
Obr. 5 Graf absorbce červeného a infračerveného spektra, zdroj
Wikipedia NDVI¶
Chlorofyl zelených rostlin absorbuje červené světlo (od 0.4 do 0.7 µm).
Buněčná struktura naopak odráží infračervené spektrum (od 0.7 do 1.1 µm). Index
NDVI spočítáme jako poměr těchto dvou spekter:
NDVI=(NIR−RED)/(NIR+RED)
kde
NIR - near-infrared (Band 8)
RED - red (Band 4)
Index NDVI nabývá hodnot mezi -1 a +1. Obecně lze říci, že čím více odraženého
světla v infračerveném spektru v poměru k červené barvě, tím více je v daném
pixelu přítomna hustá zelená vegetace, jako například les.
Hustá vegetace bude nabývat relativně vysoké pozitivní hodnoty (0.3 až 0.8),
mraky a sníh budou mít negativní hodnoty indexu. Volně stojící voda (oceány,
jezera, řeky), mají spíše nízkou odrazivost v obou spektrech, jejich hodnoty
se pohybují okolo 0 z obou stran. Půdy, které mají tendenci odrážet
infračervenou barvu o něco více než červenou mají nízké hodnoty NDVI (0.1-0.2)
Pro výstupní soubor musíme nejprve nadefinovat jeho parametry, jako je
rozlišení, datový typ, počet pixelů, souřadnicový systém. Většinu
údajů můžeme zkopírovat ze vstupního souboru (8), a ty
rozdílné (v našem případě datový typ) přepíšeme (14):