序：

一次內(nèi)部交流會(huì)的記錄，算是公司內(nèi)部的一次培訓(xùn)，主要解決非GIS背景的同事快速同步相關(guān)概念，解決溝通過程中的專有名詞問題。

1GIS基本概念

GIS（Geographic Information System）：

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)

簡(jiǎn)單來說GIS就是一堆坐標(biāo)相關(guān)的數(shù)據(jù)的組織和渲染展示。

參考：

地理信息系統(tǒng)（空間信息系統(tǒng)）_百度百科

1963年，加拿大測(cè)量學(xué)家羅杰·湯姆林森（Roger Tomlinson）首先提出了GIS這一術(shù)語，并建成世界上第一個(gè)GIS（加拿大地理信息系統(tǒng)CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。湯姆林森提倡使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行空間分析的先見之明以及他在建立CGIS過程中的領(lǐng)導(dǎo)角色，為他贏得了“GIS之父”的光榮稱號(hào)。

到如今，GIS經(jīng)歷了50多年的發(fā)展歷程，這個(gè)期間計(jì)算機(jī)也有了革命性的變化，CPU、顯卡、存儲(chǔ)的革新促使一大堆GIS軟件的誕生，如：ArcGIS、GoogleEarth、SuperMap、LocaSpace等 不同的GIS產(chǎn)品和平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的支持也各有不同，在此期間逐漸形成了一些規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，有了更多的通用格式。

1.1?坐標(biāo)系：

地理坐標(biāo)系（Geographic Coordinate System）

地理坐標(biāo)系的單位是：經(jīng)緯度（弧度）、地心坐標(biāo)系

度分秒表示：113°12′34″

十進(jìn)制表示：113.534532

1.1.1 投影坐標(biāo)系

• ?墨卡托Mercator投影

是一種"等角正切圓柱投影”

• 高斯-克呂格Gauss-Kruger投影（橫軸等角切圓柱投影）

Beijing54, Xian80

6°分帶：用于1：2.5萬~1：50萬比例尺地圖

3°分帶：用于大于1：1萬比例尺地圖

• Web Mercator投影

谷歌地圖、高德地圖、騰訊地圖

最小 (-20037508.3427892, -20037508.3427892 ) /(-180, -85.05112877980659)

最大 (20037508.3427892, 20037508.3427892)/ (180, 85.05112877980659)

?

1.1.2圖層

?

矢量數(shù)據(jù)

利用點(diǎn)，線，面的形式來表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，具有定位明顯，屬性隱含的特點(diǎn)。

柵格數(shù)據(jù)

以二維矩陣的形式來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織方式．每個(gè)矩陣單位稱為一個(gè)柵格單元(cell)

要素

地理要素最常使用最基礎(chǔ)的就是點(diǎn)、線、面來表示

?

2 常見GIS數(shù)據(jù)

2.1 影像、地形

?

2.1.1.數(shù)據(jù)來源：

? ? ? ?a.衛(wèi)星遙感:?

?????? ?????? 資源衛(wèi)星（構(gòu)建5米分辨率地形）

????????????? 高分衛(wèi)星（0.8米分辨率）影像

? ? ? ? ? ? ? 高景衛(wèi)星（0.5米分辨率）影像

? ? ? b.無人機(jī)航測(cè):

?????? ?????? 無人機(jī)航測(cè)獲取照片

? ? ? ? ? ? ?建模軟件處理得到數(shù)據(jù)成果：CC（ContextCapture）建模軟件、pix4d、大疆智圖、photoscan等

? ? ?c.分析處理成果：

熱力圖

等高線

坡度圖

坡向圖

地物分類圖

Dlg線化圖

2.1.2.數(shù)據(jù)用途：

多數(shù)作為方案底圖，基礎(chǔ)底圖

如：

導(dǎo)航地圖

地圖搜索

交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖

工地施工設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)圖

地物分類圖

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)圖

指揮作戰(zhàn)地圖

登山圖

疫情防控圖

2.1.3.本質(zhì)：

8位高度圖、24位真彩色，本質(zhì)是圖片

2.1.4.常見格式：

Tif，最常見的大數(shù)據(jù)柵格格式

Img：ArcGIS里面使用較多的柵格格式，多數(shù)帶金字塔

Lrp：圖新地球的高效帶lod層級(jí)的加密二進(jìn)制流數(shù)據(jù)格式。

Mbt：開放協(xié)議的帶lod層級(jí)的瓦片數(shù)據(jù)格式（本質(zhì)是sqlite數(shù)據(jù)庫）

Grd：純文本的Arc/Info Grid數(shù)據(jù)的交換文件

Dem：有兩種格式，NSDTF和USGS，

SGS－DEM(USGS是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(U．S．GeologicalSurvey)的英文縮寫，是一種公開格式的DEM數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)，使用范圍較廣格式的。

NSDTF－DEM是中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地球空間數(shù)據(jù)交換格式，是屬于格網(wǎng)數(shù)據(jù)交換格式，一般的GIS軟件都不支持這種格式。

Hgt：主要是地形數(shù)據(jù)格式。

SRTM 地形數(shù)據(jù)主要包含兩類數(shù)據(jù)：SRTM3 和 SRTM1。

• SRTM3 精度為 3 弧秒，即 90m 一個(gè)點(diǎn)，包括非洲、北美、南美、歐亞、澳大利亞以及部分島嶼；
• SRTM1 精度為 1 弧秒，即 30m 一個(gè)點(diǎn)，僅限美國(guó)地區(qū)；

詳情：高精度地形網(wǎng)格數(shù)據(jù) SRTM - SeisMan

2.1.5.影像和地形的區(qū)別

影像是類似照片的顏色圖，rgba

地形是高度圖（灰度圖）記錄位置的高程

2.1.6.柵格和矢量的區(qū)別

影像和地形，多數(shù)為柵格，圖片

矢量多為點(diǎn)、線、面等規(guī)范格式的坐標(biāo)串，最大的表現(xiàn)區(qū)別，在三維渲染的時(shí)候無限放大，矢量不會(huì)模糊

2.1.7.多份數(shù)據(jù)疊加

類似photoshop等圖層的概念，最終肉眼可見的三維引擎渲染效果是多份數(shù)據(jù)的疊加成果。

2.1.8.概念：

投影：地圖投影是利用一定數(shù)學(xué)法則把地球表面的經(jīng)、緯線轉(zhuǎn)換到平面上的理論和方法

2.2 傾斜攝影（實(shí)景三維）模型

?

2.2.1數(shù)據(jù)來源：

航測(cè):

? ? ? ? ? ? ? 固定翼

????????????? 旋翼

? ? ? ? ? ? ?大飛機(jī)、直升機(jī)（有人機(jī)）

?????? ?????? 無人機(jī)航測(cè)獲取照片

? ? ? ? ? ? ?建模軟件處理得到數(shù)據(jù)成果：CC（ContextCapture）、大疆智圖等

2.2.2數(shù)據(jù)用途：

多數(shù)作為方案底圖，基礎(chǔ)三維底圖

如：

實(shí)景中國(guó)

規(guī)劃院的設(shè)計(jì)底圖

交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖

案例：

某設(shè)計(jì)單位基于實(shí)景模型查看實(shí)地邊坡防護(hù)的落石情況

某道路工程，通過設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際修建狀況匹配發(fā)現(xiàn)少修了個(gè)涵洞

2.2.3本質(zhì)：

一堆帶紋理的三角面片

2.2.4常見格式：

osgb，開源的帶lod層級(jí)的二進(jìn)制流數(shù)據(jù)組織格式，支持大數(shù)據(jù)量

3mx、3sm：Bently自己的數(shù)據(jù)格式，常作為中間數(shù)據(jù)交換格式，及bengly的bim軟件支持格式

Cesium 3d tiles：開源的帶lod層級(jí)的數(shù)據(jù)組織格式，主要用于cesium三維引擎當(dāng)前中科圖新的Wish3DEarth、超圖等平臺(tái)均做了兼容。

Fbx、obj：常見人工模型數(shù)據(jù)格式，一般用于3d打印或者人工建模參考，模型精修的中間參考格式。

Esri i3s scene database：ArcGIS支持的專有格式。

s3c： smart3d被Bently收購前的自有加密格式，當(dāng)前s3c一般作為osgb的在ContextCaptureViewer當(dāng)中瀏覽數(shù)據(jù)的索引格式。

2.3 矢量數(shù)據(jù)

?

?

2.3.1概念

GIS當(dāng)中的基本數(shù)據(jù)元素，

用圖層（Layer）來抽象表達(dá)地物的集合

–圖層：是某一類地物的集合，例如道路圖層，河流圖層，房屋圖層。

-要素（Feature）：來表達(dá)地物，例如一個(gè)公交站用一個(gè)點(diǎn)標(biāo)注來表示

-符號(hào)（style）：來標(biāo)識(shí)地物分類

2.3.2數(shù)據(jù)來源：

LocaSpaceViewer、ArcGis、GlobalMapper、超圖、CAD、matlab等支持繪制地理要素或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析生產(chǎn)矢量數(shù)據(jù)的軟件平臺(tái)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成果。

2.3.3數(shù)據(jù)用途：

GIS當(dāng)中的基本數(shù)據(jù)信息媒介，基于符號(hào)化來表達(dá)對(duì)應(yīng)的對(duì)象，通常以點(diǎn)（marker、標(biāo)注）、線（管線、空間線、依地線、道路、河流、等高線）、面（水域、房屋、林地、重點(diǎn)場(chǎng)所）來表達(dá)，并存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的屬性信息，或者通過id關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的屬性信息。

2.3.4數(shù)據(jù)本質(zhì)：

基于位置的坐標(biāo)，或者坐標(biāo)集合

2.3.5常見數(shù)據(jù)格式：

Txt：以換行符來存儲(chǔ)坐標(biāo)（x、y、z；lon、lat、hei）

Excel（csv）：文本類型的坐標(biāo)集合，本質(zhì)就是格式化的文本

Json（GeoJson）：文本類型的坐標(biāo)集合，可設(shè)置樣式、屬性，本質(zhì)就是格式化的文本

Xml：文本類型的坐標(biāo)集合，本質(zhì)就是格式化的文本

Sql字段：數(shù)據(jù)庫形式的，字段模式存儲(chǔ)

Kml（kmz）：谷歌定義的一種數(shù)據(jù)格式，xml的固定規(guī)范，本質(zhì)就是格式化的文本，KML 是由開放地理空間聯(lián)盟（Open Geospatial Consortium, Inc.，簡(jiǎn)稱 OGC）維護(hù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

Shp（shape file）：Shapefile文件是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）所研制的GIS文件系統(tǒng)格式文件，是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的矢量數(shù)據(jù)文件。一個(gè)Shape文件包括三個(gè)文件：一個(gè)主文件(*.shp)，一個(gè)索引文件(*.shx)，和一個(gè)dBASE(*.dbf)表。

Gpx：或稱 GPS exchange 格式, 是一種用于存儲(chǔ)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的 XML 文件格式。它可以儲(chǔ)存在一條路上的路點(diǎn)，軌跡，路線，且易于處理和轉(zhuǎn)換到其他格式。GPX是比較標(biāo)準(zhǔn)的GPS信息交互文件，當(dāng)然其他公司還有自己的格式

Lgd：圖新地球(lsv)的高效矢量數(shù)據(jù)格式，內(nèi)置高效的索引，是一種二進(jìn)制流數(shù)據(jù)。除了常規(guī)的點(diǎn)、線、面外還支持圓、橢圓、箭頭、軍標(biāo)、水面、立方體、橢球、棱錐、圓柱、粒子特效等。

Lcad：圖新地球（lsv）為解決大矢量數(shù)據(jù)加載渲染的高效數(shù)據(jù)格式，內(nèi)置高效的索引，及定制的抽析算法。

Dxf（dwg）：是AutoCAD的圖形文件，是二維或三維圖形檔案，dxf和dwg可以互轉(zhuǎn)，DXF是一種開放的矢量數(shù)據(jù)格式

2.4 BIM模型數(shù)據(jù)

?

2.4.1概念：

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具，用于實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的全生命周期管理，簡(jiǎn)單可以理解為帶屬性的模型。

2.4.2數(shù)據(jù)來源：

A（Autodesk）系列軟件：Revit、Civil3D

B（Bently）系列軟件：MicroStation

犀牛

SketchUP（在部分行業(yè)內(nèi)也稱其為BIM）

3dsmax（在部分行業(yè)內(nèi)也稱其為BIM，以fbx居多）

同豪

2.4.3數(shù)據(jù)用途：

實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的全生命周期管理，所有的操作都會(huì)記錄在對(duì)應(yīng)的屬性當(dāng)中。實(shí)際當(dāng)前的應(yīng)用模式，因?yàn)閎im模型的改動(dòng)復(fù)雜性和專業(yè)性，多數(shù)應(yīng)用只是作為了一個(gè)普通模型，存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)的id，實(shí)際屬性都靠管理平臺(tái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，屬性通過平臺(tái)快速修改。

2.4.4和GIS的關(guān)系：

BIM和GIS本身沒有什么關(guān)系，各自的局限導(dǎo)致了實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中對(duì)二者的融合。

BIM建筑師在設(shè)計(jì)建筑的時(shí)候可以有一個(gè)地理大環(huán)境作為依托，市政當(dāng)局人員可以快速判斷出建筑設(shè)計(jì)對(duì)地理大環(huán)境的影響。例如：建筑是否滿足區(qū)域限高要求；居民周邊是否會(huì)有噪音污染；居住的最低日照標(biāo)準(zhǔn)是否能夠滿足。這樣建筑的許可審批流程可以更快、更可靠。此外，被審批過的建筑設(shè)計(jì)模型可以直接成為了城市空間三維模型的一部分，城市空間的三維城市模型屬性信息也會(huì)變得更詳細(xì)，更新的速度也會(huì)更快。隨著類似建筑材料、能源相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的錄入，還可以為城市的未來規(guī)劃以及整個(gè)建筑的全生命周期管理提供依據(jù)

目前以GIS兼容BIM為主流

2.4.5常見數(shù)據(jù)格式：

.rvt: Revit軟件下bim建模的數(shù)據(jù)成果

.dgn：Microstation軟件下bim建模的數(shù)據(jù)成果

.DWG:Civil3D軟件的成果格式

.ifc：常見的BIM模型中間交換格式（各個(gè)軟件之間相互轉(zhuǎn)換）

.3dm：犀牛軟件的成果格式

詳情參考：10分鐘了解BIM+GIS融合，常見BIM數(shù)據(jù)格式及特性_三維GIS那點(diǎn)事_王躍軍的博客-CSDN博客_bim數(shù)據(jù)

2.5 人工模型數(shù)據(jù)

2.5.1 數(shù)據(jù)來源：

人工建模軟件，目的為了更直觀的模擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的三維場(chǎng)景，對(duì)現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的物體進(jìn)行建模。

常見建模軟件：3dsmax、sketchup

2.5.2 數(shù)據(jù)用途：

用于在三維場(chǎng)景當(dāng)中表達(dá)實(shí)地的物體，可視化效果直觀。多用于構(gòu)建場(chǎng)景。

2.5.3 和傾斜模型（實(shí)景模型）的差異：

傾斜模型當(dāng)中沒有物體的概念，可以認(rèn)為是一張貼了紋理的大的三角格網(wǎng)，人工建模，可以通過打組（Group）等構(gòu)建房屋、水表、桌子、椅子、小品都具有獨(dú)立個(gè)體的實(shí)例。

2.5.4 常見數(shù)據(jù)格式：

Obj：一種明碼的中間交互格式，也是3dsmax的一種輸出格式，如果有紋理，一般有附屬文件夾

Fbx：一種支持動(dòng)畫的三維模型格式，是3dsmax的一種輸出格式，可以制作磕頭機(jī)、旋轉(zhuǎn)的飛機(jī)，奔跑的小人等。

Skp：草圖大師（Sketchup）的建模格式。因其操作簡(jiǎn)單，被廣泛接受。

Stl：一種交換格式，主要用于3d打印。

2.6 點(diǎn)云數(shù)據(jù)

2.6.1數(shù)據(jù)來源：

激光掃描儀掃描的數(shù)據(jù)成果，本質(zhì)就是一堆坐標(biāo)點(diǎn)集。

當(dāng)前流行的傾斜攝影（無人機(jī)航測(cè)）建模的中間數(shù)據(jù)成果

當(dāng)前隨著激光掃描儀的體積重量的降低，亦可搭載于無人機(jī)進(jìn)行空中掃描

通過和攝像頭的融合可實(shí)現(xiàn)真彩色點(diǎn)云。

2.6.2 數(shù)據(jù)用途：

?????? 電力行業(yè)多用于對(duì)電力桿塔、電力線進(jìn)行掃描

?????? 文保行業(yè)，基于其高精度的特效，對(duì)文物進(jìn)行三維建模、存檔，如古建、橋梁，甚至醫(yī)學(xué)里面的骨頭建模

? ? ? ? 工程行業(yè)，使用激光雷達(dá)穿透樹木獲取真實(shí)地表。

新特性：

圖新地球新上線了點(diǎn)云大師，可以直接基于激光的點(diǎn)云數(shù)據(jù)或者三維建模軟件（大疆智圖、ContextCapture）的傾斜攝影建模las格式點(diǎn)云成果，自動(dòng)做到過濾樹木、房屋提取真實(shí)地表，并生成地形文件、等高線文件。

2.6.3特性：

精度高、成本高

2.6.4常見數(shù)據(jù)格式：

Las：測(cè)量與遙感（ ASPRS）協(xié)會(huì)下屬的LIDAR委員會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)LIDAR數(shù)據(jù)格式

每個(gè) LAS 文件都在頁眉?jí)K中包含激光雷達(dá)測(cè)量的元數(shù)據(jù)，然后是所記錄的每個(gè)激光雷達(dá)脈沖的所有記錄。

每個(gè) LAS 文件的頁眉部分都保留有激光雷達(dá)測(cè)量本身的屬性信息：數(shù)據(jù)范圍、飛行日期、飛行時(shí)間、點(diǎn)記錄數(shù)、返回的點(diǎn)數(shù)、使用的所有數(shù)據(jù)偏移以及使用的所有比例因子為 LAS 文件的每個(gè)激光雷達(dá)脈沖保留以下激光雷達(dá)點(diǎn)屬性：x,y,z位置信息、GPS 時(shí)間戳、強(qiáng)度、回波編號(hào)、回波數(shù)目、點(diǎn)分類值、掃描角度、附加 RGB 值、掃描方向、飛行航線的邊緣、用戶數(shù)據(jù)、點(diǎn)源 ID 和波形信息。

Xyz：文本格式的坐標(biāo)集

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的5分钟快速入门GIS（GIS基础）（GIS当中常见数据）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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