← Back to branch summary

~ubuntu-branches/ubuntu/vivid/grass/vivid-proposed

« back to all changes in this revision

Viewing changes to raster3d/raster3dintro.html

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Bas Couwenberg
  • Date: 2015-02-20 23:12:08 UTC
  • mfrom: (8.2.6 experimental)
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20150220231208-1u6qvqm84v430b10
Tags: 7.0.0-1~exp1
* New upstream release.
* Update python-ctypes-ternary.patch to use if/else instead of and/or.
* Drop check4dev patch, rely on upstream check.
* Add build dependency on libpq-dev to grass-dev for libpq-fe.h.
* Drop patches applied upstream, refresh remaining patches.
* Update symlinks for images switched from jpg to png.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
raster3d/raster3dintro.html
1
 
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
2
 
<html>
3
 
<head>
4
 
 <title>3D Raster data (voxel) processing in GRASS GIS</title>
5
 
 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">
6
 
 <meta name="Author" content="Markus Neteler/GRASS Development Team">
7
 
 <link rel="stylesheet" href="grassdocs.css" type="text/css">
8
 
</head>
9
 
<body bgcolor="white">
10
 
 
11
 
<img src="grass_logo.png" alt="GRASS logo"><hr align=center size=6 noshade>
12
 
 
13
 
<h2>3D Raster data (voxel) in GRASS GIS</h2>
14
 
 
15
 
GRASS GIS is one of the few GIS software packages with volume data support.
16
 
Here data are stored as a 3D raster with a unit volume called a voxel
17
 
(volume pixel). Voxels are designed to support representations of
18
 
trivariate continuous fields. 
19
 
 
20
 
<h3>3D Raster (voxel) import</h3>
21
 
 
22
 
The module <a href="r3.in.ascii.html">r3.in.ascii</a> supports
23
 
generic x,y,z import. Alternatively, voxels can be generated
 
1
<!-- meta page description: 3D raster data in GRASS GIS -->
 
2
<!-- meta page index: raster3d -->
 
3
<h3>3D raster maps in general</h3>
 
4
 
 
5
GRASS GIS is one of the few GIS software packages with 3D raster data support.
 
6
Data are stored as a 3D raster with 3D cells of a given volume.
 
7
3D rasters are designed to support representations of
 
8
trivariate continuous fields.
 
9
The vertical dimension supports spatial and temporal units.
 
10
Hence space time 3D raster with different temporal resolutions
 
11
can be created and processed.
 
12
 
 
13
<p>
 
14
GRASS GIS 3D raster maps use the same coordinate system as
 
15
2D raster maps (row count from north to south) with an additional z dimension (depth)
 
16
counting from bottom to top. The upper left corner (NW) is the origin. 
 
17
3D rasters are stored using a tile cache based approach. This allows arbitrary
 
18
read and write operations in the created 3D raster. The size of the tiles
 
19
can be specified at import time with a given import module such as
 
20
<a href="r3.in.ascii.html">r3.in.ascii</a> or the data can be retiled using
 
21
<a href="r3.retile.html">r3.retile</a> after import or creation.
 
22
 
 
23
<div align="center" style="margin: 10px">
 
24
<img src="raster3d_layout.png" border=0><br>
 
25
<i>The 3D raster map coordinate system and tile layout of the RASTER3D library</i>
 
26
</div>
 
27
 
 
28
<h3>Terminology and naming</h3>
 
29
 
 
30
GRASS GIS uses terminology where continuous 3D data represented by regular grid
 
31
or lattice is called <em>3D raster map</em>.
 
32
3D raster map works in 3D in the same as (2D) raster map in 2D,
 
33
so it is called the same except for the additional 3D.
 
34
Some literature or other software may use terms such as 3D grid, 3D lattice,
 
35
3D matrix, 3D array, volume, voxel, voxel model, or voxel cube.
 
36
Note that terms volume and volumetric often refer to measuring
 
37
volume (amount) of some substance which may or may not be related to 3D rasters.
 
38
 
 
39
Note that GRASS GIS uses the term 3D raster map or just 3D raster for short,
 
40
rather than 3D raster layer because term map emphasizes
 
41
the mapping of positions to values which is the purpose of 3D raster map
 
42
(in mathematics, map or mapping is close to a term function).
 
43
While the term layer emphasizes overlaying or stacking up.
 
44
The former is not the only only operation done with data
 
45
and the latter could be confusing in case of 3D raster data.
 
46
 
 
47
3D raster map is divided into cells in the same as the (2D) raster map.
 
48
A cell is a cuboid or cube depending on the resolution.
 
49
The resolution influences volume of one cell.
 
50
Some literature or other software may use terms such as volume, volume unit,
 
51
volumetric pixel, volume pixel, or voxel.
 
52
Note that voxel can be sometimes used to refer to a whole 3D raster
 
53
and that for example in 3D computer graphics, voxel can denote object
 
54
with some complicated shape.
 
55
 
 
56
Type of map and element name in GRASS GIS is called <code>raster_3d</code>.
 
57
The module family prefix is <code>r3</code>.
 
58
Occasionally, for example in Python, 3D raster related things can be
 
59
referred differently, for example according to a programming language standards.
 
60
 
 
61
In GRASS GIS 3D rasters as stored in tiles which are hidden from user most
 
62
of the time. When analyzing or visualizing 3D rasters user can create
 
63
slices or cross sections. Slices can be horizontal, vertical, or general
 
64
plains going through a 3D raster. Slices, especially the horizontal ones, may be
 
65
called layers in some literature or some other software.
 
66
Cross sections are general functions, e.g. defined by 2D raster, going through
 
67
a 3D raster.
 
68
 
 
69
When 3D raster is used in the way that vertical dimension represents time
 
70
3D raster can be referred to as space time cubes (STC) or space time cube
 
71
3D raster. Some literature may also use space time voxel cube,
 
72
space time voxel model or some other combination.
 
73
 
 
74
<h3>3D raster import</h3>
 
75
 
 
76
The modules <a href="r3.in.ascii.html">r3.in.ascii</a> and
 
77
 <a href="r3.in.bin.html">r3.in.bin</a> supports
 
78
generic x,y,z ASCII and binary array import.
 
79
Alternatively, 3D rasters can be generated
24
80
from 3D point vector data (<a href="v.to.rast3.html">v.to.rast3</a>). 
25
81
Always the full map is imported.
26
 
Volumes can also be created based on 2D elevation map(s) and value raster map(s)
 
82
3D raster can also be created based on 2D elevation map(s) and value raster map(s)
27
83
(<a href="r.to.rast3elev.html">r.to.rast3elev</a>). Alternatively,
28
 
a volume can be composed of several 2D raster map slices which are
29
 
merged into one 3D raster volume map (<a href="r.to.rast3.html">r.to.rast3</a>).
30
 
 
31
 
<h3>Voxel region settings and 3D MASK</h3>
32
 
 
33
 
GRASS 3D raster map processing is always performed in the current 3D region
 
84
a 3D raster can be composed of several 2D raster maps.
 
85
2D rasters are considered as slices in this case and
 
86
merged into one 3D raster map (<a href="r.to.rast3.html">r.to.rast3</a>).
 
87
 
 
88
<h3>3D region settings and 3D MASK</h3>
 
89
 
 
90
GRASS GIS 3D raster map processing is always performed in the current 3D region
34
91
settings (see <a href="g.region.html">g.region</a>, <em>-p3</em> flags), i.e.
35
92
the current region extent, vertical extent and current 3D resolution are used.
36
93
If the 3D resolution differs from that of the input raster map(s),
39
96
beforehand with one of the dedicated modules.
40
97
Masks can be set (<a href="r3.mask.html">r3.mask</a>).
41
98
 
42
 
<h3>Voxel operations</h3>
 
99
<h3>3D raster analyses and operations</h3>
43
100
 
44
 
Powerful 3D map algebra is implemented in <a href="r3.mapcalc.html">r3.mapcalc</a>.
 
101
Powerful 3D raster map algebra is implemented in
 
102
<a href="r3.mapcalc.html">r3.mapcalc</a>.
45
103
 
46
104
A 3D groundwater flow model is implemented in <a href="r3.gwflow.html">r3.gwflow</a>.
47
105
 
48
 
<h3>Voxel conversion to vector or 2D raster maps</h3>
 
106
<h3>3D raster conversion to vector or 2D raster maps</h3>
49
107
 
50
 
3D vector point data can be converted to a GRASS 3D raster map
51
 
(<a href="v.to.rast3.html">v.to.rast3</a>).
52
 
Layers from a 3D raster map can be converted to a 2D raster map
 
108
Slices from a 3D raster map can be converted to a 2D raster map
53
109
(<a href="r3.to.rast.html">r3.to.rast</a>).
54
110
Cross sectional 2D raster map can be extracted from 3D raster map based
55
111
on a 2D elevation map (<a href="r3.cross.rast.html">r3.cross.rast</a>).
56
112
 
57
 
<h3>Voxel statistics</h3>
 
113
<h3>3D raster statistics</h3>
58
114
 
59
 
Volume statistics can be calculated with <a href="r3.stats.html">r3.stats</a>
 
115
3D raster statistics can be calculated with <a href="r3.stats.html">r3.stats</a>
60
116
and <a href="r3.univar.html">r3.univar</a>.
61
117
 
62
 
<h3>Voxel interpolation</h3>
 
118
<h3>3D raster interpolation</h3>
63
119
 
64
120
From 3D vector points, GRASS 3D raster maps can be interpolated
65
 
(<a href="v.vol.rst.html">v.vol.rst</a>). Results are volumes,
66
 
or 2D raster maps can be also extracted.
67
 
 
68
 
<h3>Voxel export</h3>
69
 
 
70
 
GRASS 3D raster maps can be exported to VTK (<a href="r3.out.vtk.html">r3.out.vtk</a>).
 
121
(<a href="v.vol.rst.html">v.vol.rst</a>).
 
122
Results are 3D raster maps, however 2D raster maps can be also extracted.
 
123
 
 
124
<h3>3D raster export</h3>
 
125
 
 
126
The modules <a href="r3.out.ascii.html">r3.out.ascii</a> and
 
127
<a href="r3.out.bin.html">r3.out.bin</a> support the export of
 
128
3D raster maps as ASCII or binary files. The output of these modules
 
129
can be imported with the corresponding import modules noted above.
 
130
 
 
131
<p>
 
132
NetCDF export of 3D raster maps can be performed using the module 
 
133
<a href="r3.out.netcdf.html">r3.out.netcdf</a>. It supports 3D raster maps
 
134
with spatial dimensions and temporal (vertical) dimension.
 
135
 
 
136
<p>
 
137
GRASS GIS 3D raster maps can be exported to VTK
 
138
using <a href="r3.out.vtk.html">r3.out.vtk</a>.
71
139
VTK files can be visualized with the 
72
 
<em><a href="http://www.vtk.org">VTK Toolkit</a></em>, 
73
 
<em><a href="http://www.paraview.org">Paraview</a></em> and 
 
140
<em><a href="http://www.vtk.org">VTK Toolkit</a></em>,
 
141
<em><a href="http://www.paraview.org">Paraview</a></em> and
74
142
<em><a href="http://mayavi.sourceforge.net">MayaVi</a></em>.
75
 
GRASS 2D raster maps can be exported to VTK with <a href="r.out.vtk.html">r.out.vtk</a>,
76
 
GRASS vector maps can be exported to VTK with <a href="v.out.vtk.html">v.out.vtk</a>.
 
143
Moreover, GRASS GIS 2D raster maps can be exported to VTK with
 
144
<a href="r.out.vtk.html">r.out.vtk</a>
 
145
and GRASS GIS vector maps can be exported to VTK with
 
146
<a href="v.out.vtk.html">v.out.vtk</a>.
 
147
 
77
148
<p>
78
149
Alternatively, GRASS 3D raster maps can be imported and exported from/to Vis5D
79
150
(<a href="r3.in.v5d.html">r3.in.v5d</a>, <a href="r3.out.v5d.html">r3.out.v5d</a>).
80
 
Note that Vis5D is limited in the number of supported voxels.
81
 
<p>
82
 
Finally, export to 3D ASCII is also available (<a href="r3.out.ascii.html">r3.out.ascii</a>).
 
151
Note that Vis5D is limited in the number of supported volumes.
 
152
<!-- it is not clear what 'volume' means here -->
 
153
 
 
154
 
 
155
<h3>3D raster data types</h3>
 
156
 
 
157
3D raster's single-precision data type is most often called "FCELL" or "float",
 
158
and the double-precision one "DCELL" or "double".
 
159
 
83
160
 
84
161
<h3>See also</h3>
85
162
 
86
 
<a href=rasterintro.html>Introduction to GRASS raster map processing</a>
87
 
 
88
 
<HR>
89
 
<P><a href="index.html">Main index</a> - <a href="raster3D.html">raster3D index</a> - <a href="full_index.html">full index</a>
90
 
<P>&copy; 2008-2012 <a href="http://grass.osgeo.org">GRASS Development Team</a></P>
91
 
</body>
92
 
</html>
 
163
<ul>
 
164
  <li><a href="rasterintro.html">Introduction into raster data processing</a></li>
 
165
  <li><a href="vectorintro.html">Introduction into vector data processing</a></li>
 
166
  <li><a href="imageryintro.html">Introduction into image processing</a></li>
 
167
  <li><a href="temporalintro.html">Temporal data processing</a></li>
 
168
  <li><a href="projectionintro.html">Projections and spatial transformations</a></li>
 
169
  <li><a href="wxGUI.nviz.html">wxGUI 3D View Mode</a></li>
 
170
  <li><em><a href="m.nviz.image.html">m.nviz.image</a></em></li>
 
171
</ul>