說明地理信息數(shù)據(jù)的定義、類型小压、要素特征一級(jí)生產(chǎn)獲取

1.?地理信息數(shù)據(jù)概述

地理信息是信息的組成部分线梗。頁是對(duì)地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的數(shù)字化表達(dá)。它是一種特殊類型的數(shù)據(jù)怠益，包含了地理位置仪搔、分布特點(diǎn)等自然現(xiàn)象或社會(huì)現(xiàn)象的諸多要素。地理信息可以用來描述來自現(xiàn)實(shí)世界的目標(biāo)蜻牢，描述空間實(shí)體的位置烤咧、形狀、大小及各個(gè)不同實(shí)體之間的關(guān)系抢呆，它具有定位煮嫌、定性、時(shí)間和空間關(guān)系等特性抱虐。

簡(jiǎn)單理解昌阿，地理信息數(shù)據(jù)就是對(duì)地理現(xiàn)象的抽象和簡(jiǎn)化，山水湖田林草沙海房屋道路等都是地理現(xiàn)象恳邀。

地理信息具有以下特征：

①具有幾何現(xiàn)象的位置懦冰，可以用點(diǎn)線面體來表達(dá)他們的形態(tài)特征

比如：

●?l 點(diǎn)：可以用點(diǎn)形態(tài)來表述溫度監(jiān)測(cè)站、雨量站等

●?l?線：可以用線形態(tài)來表述道路轩娶、河流等

●?l?面：可以用面形態(tài)來表述湖泊儿奶、建筑面、工地面等

●?l?體：可以用體形態(tài)來表述立體建筑等

②用屬性表表示屬性特征鳄抒，比如一個(gè)建筑闯捎，包括名稱、開始時(shí)間许溅、竣工時(shí)間等屬性信息瓤鼻；

③時(shí)間特征，比如有一塊地贤重，以前是空地茬祷，現(xiàn)在是建筑群

2.?地理信息數(shù)據(jù)的三大基本要素

地理信息數(shù)據(jù)主要具有三大基本要素：空間位置、屬性特征和時(shí)間特征并蝗。

●?空間位置：是指數(shù)據(jù)的地理位置祭犯，一般以坐標(biāo)表示秸妥；

●?屬性特征：是指數(shù)據(jù)所代表的地理實(shí)體或現(xiàn)象的特征，是上述所講到的屬性信息沃粗；

●?時(shí)間特征：是指數(shù)據(jù)的時(shí)間屬性粥惧，即數(shù)據(jù)所代表的地理現(xiàn)象或?qū)嶓w在時(shí)間上的變化。

3.?地理信息數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

●?數(shù)據(jù)量大最盅，城市數(shù)據(jù)超過tb級(jí)

●?分布不均勻

●?拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜

●?多重屬性結(jié)構(gòu)突雪，同一現(xiàn)象具有多方面的屬性特征，在空間分布上會(huì)重疊或部分重疊涡贱。（一棟建筑所在的地塊范圍咏删。從土壤角度來看，屬于紅壤问词；從規(guī)劃來看督函，屬于建設(shè)用地。）

●?多尺度特征戏售，同一數(shù)據(jù)在不同比例尺下會(huì)有不同的表達(dá)方式侨核。在大比例尺下是以面表達(dá)，在小比例尺下可能是以點(diǎn)表達(dá)（比如廈門市灌灾，在福建省地圖上就是一個(gè)行政區(qū)劃面要素，在中國(guó)地圖上就是一個(gè)點(diǎn)悲柱，在世界地圖上就不顯示了?）

4.?地理信息數(shù)據(jù)的類型

4.1.?空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)

在實(shí)際工作中锋喜，經(jīng)常會(huì)聽到空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)這樣的說法，他們之間的區(qū)別是什么呢豌鸡？

區(qū)別在于嘿般，空間數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)地理位置的信息，可以通過地理坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行定位和分析涯冠；而非空間數(shù)據(jù)則不依賴地理位置炉奴，更關(guān)注其他屬性和特征的信息。

●?地理數(shù)據(jù)=幾何數(shù)據(jù)+屬性數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)+非空間數(shù)據(jù)

●?幾何數(shù)據(jù)=空間數(shù)據(jù)

●?屬性數(shù)據(jù)=非空間數(shù)據(jù)

4.2.?矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)（GIS）中兩種常見的數(shù)據(jù)表示形式蛇更。區(qū)別在于瞻赶，矢量數(shù)據(jù)適用于精確描述地理對(duì)象的形狀和位置，能夠表示對(duì)象之間的拓?fù)潢P(guān)系派任；而柵格數(shù)據(jù)適用于表示連續(xù)的地理現(xiàn)象砸逊，通過像元的網(wǎng)格來離散化空間。

4.2.1.?矢量數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)掌逛，也是圖形數(shù)據(jù)师逸。矢量數(shù)據(jù)使用幾何圖形來表示地理對(duì)象，它主要由點(diǎn)豆混、線和面構(gòu)成篓像。每個(gè)點(diǎn)、線或面都有精確的空間位置和形狀员辩，點(diǎn)拍柒、線、面都可以以點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)(x屈暗，y)形式記錄下來拆讯，形成有規(guī)律的數(shù)據(jù)集合體。矢量數(shù)據(jù)具有精確性和準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)养叛，適用于需要精細(xì)地描述和分析地理對(duì)象的場(chǎng)景种呐。

獲取方式：

●?紙質(zhì)地圖數(shù)字化

●?空間分析結(jié)果

●?外業(yè)測(cè)量

●?圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、提取弃甥，（從遙感影像圖中識(shí)別地類）

表達(dá)方式：

通過規(guī)定的表達(dá)方式爽室，將點(diǎn)、線淆攻、面這些矢量數(shù)據(jù)按一定規(guī)則組織起來阔墩，構(gòu)成了矢量數(shù)據(jù)庫。

矢量數(shù)據(jù)庫瓶珊，把描述性的信息啸箫，就是屬性與對(duì)應(yīng)的圖形地物關(guān)聯(lián)起來。站在數(shù)據(jù)庫表的角度上看伞芹，?每個(gè)屬性都是一個(gè)字段忘苛，每個(gè)幾何信息/位置信息也是一個(gè)字段。

4.2.2.?柵格數(shù)據(jù)

柵格數(shù)據(jù)唱较，也是圖像數(shù)據(jù)扎唾、瓦片數(shù)據(jù)。柵格數(shù)據(jù)以網(wǎng)格的形式表示地理區(qū)域南缓，將地理區(qū)域劃分為一系列的像元（像素）胸遇。每個(gè)像元都代表了一個(gè)特定的地理位置，并儲(chǔ)存了該位置上的屬性值汉形。柵格數(shù)據(jù)可以用于表示連續(xù)的地理現(xiàn)象纸镊，如高程、溫度获雕、降水等薄腻。柵格數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式簡(jiǎn)單，適合于大范圍區(qū)域的分析和處理届案。

●?圖像數(shù)據(jù)的最小單元為象元或像素庵楷，像元的屬性值可用于描述客觀世界中存在的現(xiàn)象。

●?每個(gè)柵格單元都有自己的位置和屬性。圖像數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)是像元的陣列尽纽，每個(gè)像元由行列號(hào)確定其位置咐蚯，可由一對(duì)有序的行列號(hào)坐標(biāo)（x,y)，且具有實(shí)體屬性的編碼值弄贿。（如影像圖是由一個(gè)個(gè)具有不同灰度值的柵格組合而成春锋，每個(gè)柵格有其行列號(hào)確定位置，每個(gè)柵格都有具體實(shí)體屬性的編碼值）

空間分辨率：

指像素所代表的的地面范圍的大小差凹，可以理解為柵格單元的大小期奔。柵格單元大小越小，則代表空間分辨率越高危尿，呈現(xiàn)的信息更精細(xì)呐萌，反之則代表空間分辨率越低，呈現(xiàn)的信息更粗糙谊娇。

基本運(yùn)算：

兩個(gè)柵格圖層間可以進(jìn)行基本的運(yùn)算的肺孤，將位置相同的柵格單元值遍歷執(zhí)行運(yùn)算即可得到新的柵格圖層。包括算術(shù)組合济欢、布爾邏輯運(yùn)算

4.3.二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)

二維地理數(shù)據(jù)只包含水平方向的位置信息赠堵，適用于平面地圖、空間分析等場(chǎng)景法褥；而三維地理數(shù)據(jù)除了水平方向的位置信息茫叭，還包含了垂直方向的高度信息，適用于更立體的地理場(chǎng)景展示和分析挖胃。三維地理數(shù)據(jù)能夠提供更真實(shí)的場(chǎng)景展示杂靶，但其數(shù)據(jù)量和處理難度也相應(yīng)增加。

在實(shí)際應(yīng)用中酱鸭，二維地理數(shù)據(jù)和三維地理數(shù)據(jù)常常結(jié)合使用，以充分利用各自的優(yōu)勢(shì)垛吗。例如凹髓，在城市規(guī)劃中，可以使用二維地理數(shù)據(jù)來制作平面地圖和進(jìn)行空間分析怯屉，同時(shí)利用三維地理數(shù)據(jù)來更真實(shí)地展示建筑物和地形信息蔚舀。

4.3.1.二維數(shù)據(jù)

二維地理數(shù)據(jù)是指僅包含水平方向的位置信息（即X軸和Y軸坐標(biāo)），以及在該位置上存在的屬性信息锨络。它通常用于制作平面地圖赌躺、空間分析和決策支持等場(chǎng)景。

4.3.2.三維數(shù)據(jù)

三維地理數(shù)據(jù)是指在二維地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上羡儿，增加了垂直方向的高度信息（即Z軸坐標(biāo)）礼患。它能夠更準(zhǔn)確地描述地形、建筑物等立體地物，并能夠提供更真實(shí)的場(chǎng)景展示缅叠。三維地理數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃悄泥、交通規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域肤粱。

5.?地理信息數(shù)據(jù)的展示

每個(gè)圖層代表一種數(shù)據(jù)集（可以是地圖服務(wù)弹囚、圖形或是矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)）领曼，并指定該數(shù)據(jù)集是如何描繪使用一組屬性的鸥鹉，圖層以特定的順序顯示在地圖上，列在最底部的圖層在地圖的最上面顯示庶骄，也就是先添加的圖層在下面顯示（原理類似于"棧"）毁渗。

圖層的順序可以疊加和調(diào)整，不同的圖層可以用來顯示不同類型的地理信息數(shù)據(jù)瓢姻。

6.?GIS數(shù)據(jù)來源選擇及常見文件格式

●?矢量數(shù)據(jù)：

常見的矢量數(shù)據(jù)格式包括Shapefile（shp）祝蝠、GeoJSON、KML等幻碱。

●?柵格數(shù)據(jù)：

常見的柵格數(shù)據(jù)格式包括GeoTIFF绎狭、GRID、JPEG等褥傍。

DEM地形數(shù)據(jù)（地形圖）儡嘶、航拍圖：dem，tif恍风；

DOM影像數(shù)據(jù)（影像圖）蹦狂、航拍圖：tif，img

●?三維模型：

常見的三維地理數(shù)據(jù)格式包括3DS朋贬、OBJ等凯楔。

人工建模(含BIM)、無人機(jī)傾斜攝影锦募，傾斜攝影：osgb摆屯；

人工建模（含單體模型）：obj、dae糠亩；

BIM數(shù)據(jù)：dvt虐骑、dgn；

點(diǎn)云：las赎线、ply

小模型（飛機(jī)廷没、小人、汽車等）：gltf垂寥、glb

6.1.?shp

shp（Shapefile）是使用最普遍的地理空間格式颠黎，由Esri（Arcmap的公司）開發(fā)的的主要格式另锋。SHP文件是必須要了解的！所有和地理空間有關(guān)的軟件都提供了對(duì)SHP文件的支持盏缤。

SHP文件可以表征點(diǎn)砰蠢、線、面任何一種空間實(shí)體唉铜。換言之台舱，SHP文件可以是點(diǎn)層、線層和面層潭流。

SHP文件格式的最顯著特點(diǎn)是他由多個(gè)文件組成竞惋，包含點(diǎn)、線灰嫉、多邊形等幾何要素的位置信息拆宛，以及這些要素上的屬性信息。有點(diǎn)類似CAD文件讼撒。至少3種文件浑厚，至多可達(dá)15種不同的文件，其中.shp根盒、.shx和.dbf是每個(gè)有效SHP文件所必須的钳幅。

●?.shp—?圖形格式，用于保存元素的幾何實(shí)體炎滞。

●?.shx—?圖形索引格式敢艰。幾何體位置索引，記錄每一個(gè)幾何體在shp文件之中的位置册赛，能夠加快向前或向后搜索一個(gè)幾何體的效率钠导。

●?.dbf—?屬性數(shù)據(jù)格式，以dBase?IV的數(shù)據(jù)表格式存儲(chǔ)每個(gè)幾何形狀的屬性數(shù)據(jù)森瘪。

例如牡属，第一節(jié)讀取的街道圖層文件，包含以下6個(gè)文件扼睬。

6.2. kml

KML是一種基于XML的格式湃望，主要用于描述地理信息和虛擬地球場(chǎng)景的可視化展示。

KML最初是為Google Earth等虛擬地球軟件設(shè)計(jì)的痰驱，但現(xiàn)在已成為一種通用的地理數(shù)據(jù)格式。KML可以包含點(diǎn)瞳浦、線担映、多邊形等幾何要素，并允許在這些要素上添加屬性信息叫潦。KML文件可以包含圖形蝇完、文本、圖像和視頻等多媒體內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)更豐富的地理展示和交互短蜕。KML文件的擴(kuò)展名通常為.kml或.kmz氢架。

6.3.geojson

GeoJSON則是一種基于JSON的格式，是一種簡(jiǎn)單和輕量級(jí)的方式來存儲(chǔ)地理要素和屬性信息朋魔。

GeoJSON支持點(diǎn)岖研、線、多邊形警检、多點(diǎn)孙援、多線、多面等幾何要素的表示扇雕，并使用經(jīng)緯度坐標(biāo)或投影坐標(biāo)來描述地理位置拓售。GeoJSON文件可以直接在Web地圖中使用，并與JavaScript進(jìn)行交互镶奉。GeoJSON的文件擴(kuò)展名通常為.geojson

6.4.tiff

TIFF（標(biāo)記化圖片文件格式础淤，The?Tagged?Image?File?Format）是地理空間最常用的柵格格式，TIFF文件常用于存儲(chǔ)遙感影像哨苛、數(shù)字高程模型（DEM）鸽凶、地形圖等數(shù)據(jù)，是影像圖的常用格式移国。TIFF文件可以包含地理坐標(biāo)信息和投影信息吱瘩，以支持地理空間參考。tiff的后綴有：.tiff迹缀、.tif和.gtif使碾。