Así son nuestro amigos: los archivos ráster

Los archivos ráster son uno de los formatos empleados en los Sistemas de Información Geográfica y todavía muchos desconocen algunas de sus funciones, aracterísticas y formas de manejarlos. ¿Sabías que no todos los archivos ráster sirven para las mismas cosas ni permiten trabajar de la misma forma? Escoger un buen archivo conociendo las propiedades de los archivos ráster hará que no la pifies una vez más.

Características de los archivos ráster

Junto a los formatos de archivos vectoriales, los ráster son uno de los formatos más empleados, tanto para ilustrar información de base como para analizar estratégicamente sus píxels dentro de análisis espaciales mediante imágenes aéreas y Modelos Digitales del Terreno. Aunque en ocasiones utilices de manera indiscriminada unos formatos u otros, no todos permiten sacar el máximo partido. Aquí va un resumen de las particularidades de los archivos ráster dentro del manejo de los Sistemas de Información Geográfica que no podemos perder de vista cuando trabajamos este tipo de archivos.

Resolución

Los archivos ráster se caracterizan por presentar, como unidad de análisis, el píxel. Una malla de celdas cuyo tamaño determinará la precisión de la información representada a la hora de gestionar nuestros análisis. No todos los archivos ráster permiten trabajar por igual la información. Cuanto mayor sea la resolución del ráster, más pequeño será el píxel y mayor la precisión representando la información. En resumen, nada que ya deberíamos saber desde el momento en el que utilizamos un archivo de este tipo. Cada celda o píxel presenta un valor numérico que es representado a través de una tonalidad de color para expresar visualmente su información.

Resolución de archivos ráster

Formatos

No es descabellado hablar del orden de centenas de formatos de archivo dentro de los ráster. Aunque existen infinidad de formatos propios o soportados por diversos SIG existen ciertos formatos habitualmente extendidos como los JPG, TIFF, ECW, MrSID, JP2, IMG, BIL, GRID o ASC entre otros. ¿Por qué tanto formato? Utilizar unos u otros tiene un motivo importante y la respuesta está en la capacidad de almacenar datos en pixel en función del formato, o lo que es lo mismo, la profundidad de bits por píxel en la representación de la información.

Profundidad de bits por píxel

Quizá nunca te has parado a pensar el por qué de utilizar un formato u otro, pero la diferencia es interesante, especialmente a la hora de trabajar con datos sensibles a variaciones y, por tanto, también en su simbología. Por ejemplo a la hora de trabajar con imágenes satélite.

Cada formato de archivo es capaz de almacenar en sus píxels un límite de valores, lo que hace que las imágenes ráster se visualicen e interpreten mediante un conjunto de valores amplio o limitado. Como resultado, nuestros análisis terminan siendo ricos o pobres en valores. Mientras te empeñaste en utilizar el formato JPG en lugar del formato TIFF por pesar menos megas has perdido datos por el camino (por algo pesa menos). Archivos como los JPG, GIF o PNG permiten albergar en los píxel un volumen de datos reducido que condicionará la diversidad cromática y de valores. Como consecuencia ocupan poco espacio, de ahí que sean tan utilizados para ilustraciones web. Archivos como los TIF permiten trabajar con un rango de valores mayor, lo que permite disponer de información más amplia a costa de un mayor peso de archivo. Este incremento de peso se contrarresta gracias a la aparición de nuevos formatos de mayor compresión, por ejemplo los archivos ECW.

Para hacernos una idea de la importancia de este concepto podemos ver como 1 bit permite almacenar dos colores y, por tanto, dos valores. Ocho bits almacenan 256 valores de colores. En niveles superiores, 16 bits albergan más de 65 mil valores, y 24 bits permiten trabajar con 16 millones de colores. Un archivo JPG alberga 8 miserables bits mientras que archivos TIFF permiten trabajar con 24 bits. ¿En qué se traduce esto? El formato de archivo que utilices terminará mostrando tonalidades de color más ricas o más pobres y el rango de datos de valores será mayor o menor limitando sensibilidades en los resultados finales. Puedes ojear la diversidad de valores que es capaz de archivar tu ráster en función de su naturaleza de píxel y formato de archivo ojeando esta entrada.

Profundidad de pixel en archivos ráster

De igual forma tampoco permitirá la entrada del «formato de pixel» NoData limitando trabajar con zonas carentes de píxel e incluso entorpeciendo la reclasificación masiva de unos valores por otros mientras trabajes la simbología en situaciones tan particulares como el tratamiento de bordes de imágenes en mosaicos superpuestos.

Elimar bordes en archivos ráster de imágenes aéreas

Información espacial y sistemas de referencia

De la misma forma que los diferentes formatos de archivo permiten albergar un mayor o menor número de datos en los píxels, los formatos de archivo también impiden o permiten incorporar información espacial en las cabeceras de los archivos. Una técnica interesante para no tener tanta dependencia de archivos adicionales que trabajen la ubicación espacial de la imagen. El GeoTIFF no se llama así por casualidad.

Juego de bandas

Por norma general podemos encontrar dos modalidades de archivos ráster. Aquellos formados por una sola banda y los formados por dos, tres o más bandas para generar las habituales imágenes a color. Habitualmente tenemos la tendencia de identificar una imagen a un elemento. En el ámbito de los archivos ráster, se trabajan las imágenes en bandas independientes y sus píxels son representados a través de un degradado de grises. Formatos de archivo GRID, por ejemplo para representar un DEM, están formados por una sola banda cuyos píxel albergan la información altitudinal y sus valores son representados por diversidad de colores.

Representación de píxel en archivos ráster DEM

Otros formatos de archivos ráster, como los ECW utilizados para visualizar imágenes aéreas, están formados por tres bandas que operan en la zona del espectro visible y son pasadas por tres canales de colores (rojo, verde y azul) para componer una sola imagen a color natural o falso color (en caso de usar bandas de otra región del espectro). Como resultado tenemos un archivo en el que visualizamos una sola imagen pero internamente está compuesta por 3 bandas de imágenes individuales.

De forma análoga podemos encontrar archivos ráster que albergan múltiples bandas pudiendo acceder a cada una de ellas y trabajarlas de manera individualizada. Una imagen ráster no es sólo aquello que visualizamos cuando lo cargamos en el SIG. Dentro de su estructura podemos encontrar tantas imágenes como bandas existan y sus potenciales combinaciones de píxels.

Bandas de imágenes rásterEstructura de archivos

En función del formato empleado nos encontraremos con una estructura de archivos más o menos compleja. El manejo de archivos ráster que no permitan albergar en su cabecera la información espacial hará que dispongamos de un archivo de imagen asociado a uno o varios archivos complementarios encargados de posicionar espacialmente la imagen. Por ejemplo, los habituales formatos de archivo world file. De esta forma es fácil encontrar archivos auxiliares a imágenes como los TFW (para algunos archivos TIF) o JGW (para los archivos JPG).

Archivos world file en rásterOtros formatos habituales, como los archivos GRID presentan una estructura de archivos basados en carpetas. De esta forma, un archivo GRID está formado por dos carpetas, una de ellas denominada siempre como INFO y otra denominada con el nombre de referencia del archivo ráster. Ambas carpetas han de trabajarse en conjunto y son dependientes entre sí. Separarlas y compartirlas excluyendo la carpeta INFO es uno de los fallos más comunes cuando no tenemos conocimiento del manejo de este tipo de archivos, especialmente cuando la carpeta INFO es compartida por múltiples archivos.

Estructura de carpetas en archivos GRID

Ahora que ya sabes un poco más de los archivos ráster… no sigas metiendo la pata. Y si después de esto te has dado cuenta que necesitas un buen repaso… igual es hora de marcarse un curso con ArcGIS, gvSIG o QGIS.

Curso de ArcGIS

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