Welche Daten können in einer GeoTIFF-Datei gespeichert werden?

In der umfangreichen Liste der von Global Mapper unterstützten Dateiformate – derzeit 380 und es werden immer mehr – gibt es einige, die häufiger vorkommen, darunter auch das TIF-Format. Sie kennen es vielleicht als TIF, TIFF oder GeoTIFF, aber unabhängig davon enthält dieses Format Rasterdaten und der Dateiname endet mit der Erweiterung *.tif. Warum sind TIF-Dateien so verbreitet und wie werden sie in Global Mapper verwendet?

TIF oder TIFF steht für Tag Image File Format. Daten in diesem Format sind pixelbasiert und werden häufig für hochwertige Grafiken verwendet, wodurch sie sich hervorragend für Bilddaten in georäumlichen Arbeitsabläufen eignen. Da wir nun wissen, dass das TIF-Format pixelbasierte Daten speichert, stellt sich die Frage, warum jemand dieses Dateiformat verwenden sollte.  Die Antwort hängt mit den geografischen Daten zusammen, die als Teil dieses rasterbasierten Formats eingebettet sind.

GeoTIFF, eine Variante des TIF-Formats, fügt eine Reihe von Tags hinzu, die Geodaten enthalten. Diese Tags liefern interne Georeferenzinformationen für die Rasterdaten in der Datei. Dank dieser Georeferenzinformationen kann eine einzelne GeoTIFF-Datei in einen GeoTIFF-Viewer wie Global Mapper geladen werden und wird ohne manuelle Korrekturen an der vorgesehenen und geodätisch korrekten Position angezeigt. Wie sehen die Daten in einer GeoTIFF-Datei aus, die georeferenzierte Rasterdaten enthalten kann?

Tipp: Suchen Sie einen GeoTIFF-Viewer? Probieren Sie Global Mapper aus! Es ist ganz einfach: Ziehen Sie die GeoTIFF-Datei per Drag & Drop in den Arbeitsbereich von Global Mapper, um die Daten anzuzeigen.

Die einfachste Art von GeoTIFF-Daten ist ein Graustufenbild. Wie werden die Daten gespeichert?

Einband-Rasterdaten enthalten einen einzigen Wert pro Pixel. Dies entspricht einem Array von Werten, die als Farben interpretiert werden können, um ein Bild zu erstellen, oder als Höhenwerte, um ein Geländemodell zu erstellen. Es gibt zwar mehrere Möglichkeiten, wie ein Pixel mit einem einzigen Wert interpretiert und verwendet werden kann, aber die grundlegendste ist ein Graustufenbild.

Daten im GeoTIFF-Format werden als Binärwerte in verschiedenen Maßstäben gespeichert. Ein Graustufen-GeoTIFF-Bild kann in Global Mapper mit 1-Bit-, 8-Bit-, 16-Bit- oder 32-Bit-Werten erzeugt werden. Bitwerte funktionieren binär, also in einem Zweierpotenzsystem. Ein 1-Bit-Bild hat somit 2¹ mögliche Werte, ein 8-Bit-Bild 2⁸, ein 16-Bit-Bild 2¹⁶ und so weiter. Insgesamt gilt: Je höher der Bitwert der Datei, desto mehr mögliche Detailwerte können einzelnen Pixeln zugewiesen werden. Die gängigsten Varianten sind 8- oder 16-Bit-Bilder, die Werte von 0 bis 255 bzw. 0 bis 65535 enthalten.

Ein Palettenbild enthält ebenfalls einen einzigen Wertebereich, verwendet jedoch einen definierten Farbsatz oder eine Palette, um die Daten zu visualisieren. Dieser Bildtyp wird zur Darstellung diskreter Flächenklassifizierungen, wie beispielsweise der Bodenbedeckung, im Rasterformat verwendet.

Die National Land Cover Database (NLCD) ist ein Beispiel für ein Palettenrasterbild, das die Landbedeckung der Vereinigten Staaten in 30 m² großen Pixeln beschreibt. NLCD-Daten können als Paletten-GeoTIFF-Datei unter Verwendung der definierten Farbpalette der National Land Cover Database gespeichert werden. Das Palettenbild ist ein 8-Bit-Bild, das die Verwendung von bis zu 256 Werten ermöglicht. Die Palette enthält jedoch nur 26 Werte, die verschiedenen Landbedeckungstypen entsprechen.

Eine weitere Einzelbandvariante des GeoTIFF-Dateiformats sind Höhendaten. In diesem Fall wird der Einzelwert pro Pixel als vertikale Höhe interpretiert und zum Erstellen und Anzeigen eines digitalen 3D-Höhenmodells verwendet.

In Global Mapper können GeoTIFF-Dateien mit Höhenangaben 16- oder 32-Bit-Ganzzahlwerte oder 32-Bit-Gleitkommawerte enthalten. Gleitkomma- und Ganzzahlbezeichnungen spiegeln den Typ der gespeicherten Daten wider. Ganzzahlwerte sind nur ganze Zahlen, während Gleitkommawerte Dezimalstellen enthalten können, wodurch Teilwerte möglich sind.

Dieser Unterschied in der Datenspeichermethode ist bei der Arbeit mit Höhenwerten wichtig, da er sich auf die Einheiten auswirkt, die beim Exportieren der Daten angewendet werden. Bei einem Ganzzahltyp werden beim Exportieren von Daten mit der vertikalen Einheit Meter nur ganze Meterintervalle aufgezeichnet, wodurch die exportierten Daten stufenweise aussehen. Eine einfache Lösung für dieses Problem besteht darin, die Höhendaten mit einer kleineren Einheit, z. B. Zentimetern, zu exportieren, um zusätzliche vertikale Details zu erfassen.

Es gibt zwar viele Möglichkeiten, einbandige Rasterdaten zu nutzen und zu analysieren, aber das GeoTIFF-Dateiformat kann mehrere Datenbänder in einer einzigen Datei speichern. Mehrbanddaten enthalten mehrere Werte pro Pixel, wodurch mehrere einbandige Ebenen effektiv zu einer einzigen Ebene komprimiert werden. Durch die Kombination mehrerer Datenwerte pro Pixel in einer einzigen Datei können die Werte für die Datenanzeige kombiniert werden. 

Herkömmliche Echtfarben-RGB-Bilder bestehen aus mehreren Bändern, die jeweils ein separates Band für Rot-, Grün- und Blauwerte enthalten. Diese Bilder sind oft 3-Band-Bilder mit 24 Bit, wobei jedes Band 8-Bit-Daten enthält.

Global Mapper bietet jedoch die Möglichkeit, Multiband-Bilder mit viel mehr Bändern zu erstellen, die jeweils 8-, 16- oder 32-Bit-Samples enthalten. Durch diese Fähigkeit, viele Werte pro Pixel zu enthalten, können Bänder aus Satellitendaten in einer einzigen GeoTIFF-Datei gespeichert und mit verschiedenen Bandkombinationen in Global Mapper angezeigt werden. Weitere Informationen zur Arbeit mit Daten im Multiband-Bildformat finden Sie in diesem Blogbeitrag über die Arbeit mit Satellitendaten.

GeoTIFF hat sich als vielseitiges Format erwiesen, das viele Arten von georeferenzierten, pixelbasierten Daten speichern kann und sich daher gut zum Speichern und Teilen von Rasterdatenebenen eignet.

Wenn Sie daran interessiert sind, mit GeoTIFF-Dateien in Global Mapper zu arbeiten, Global Mapper als GeoTIFF-Viewer zu verwenden oder dieses Format in eines der vielen anderen in Global Mapper unterstützten Rasterbild- und Höhenformate zu konvertieren, laden Sie noch heute eine kostenlose 14-Tage-Testversion herunter. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an uns!

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