5分钟快速⼊门GIS(GIS基础)(GIS当中常见数据
序:
⼀次内部交流会的记录,算是公司内部的⼀次培训,主要解决⾮GIS背景的同事快速同步相关概念,解决沟通过程中的专有名词问题。
1GIS基本概念
GIS(Geographic Information System):
地理信息系统(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有时⼜称为“地学信息系统”。它是⼀种特定的⼗分重要的空间信息系统。它是在硬、软件系统⽀持下,对整个或部分表层(包括⼤⽓层)空间中的有关分布进⾏、、、、、和的技术系统
简单来说GIS就是⼀堆坐标相关的数据的组织和渲染展⽰。王冠个人资料
参考:
1963年,加拿⼤测量学家·汤姆林森(Roger Tomlinson)⾸先提出了这⼀术语,并建成世界上第⼀个(
加拿⼤地理信息系统CGIS),⽤于⾃然资源的管理和规划。汤姆林森提倡使⽤计算机进⾏空间分析的先见之明以及他在建⽴CGIS过程中的领导⾓⾊,为他赢得了“GIS之⽗”的光荣称号。
到如今,GIS经历了50多年的发展历程,这个期间计算机也有了⾰命性的变化,CPU、显卡、存储的⾰新促使⼀⼤堆GIS软件的诞⽣,如:ArcGIS、GoogleEarth、SuperMap、LocaSpace等 不同的GIS产品和平台对数据的⽀持也各有不同,在此期间逐渐形成了⼀些规范化的标准,有了更多的通⽤格式
2 常见GIS数据
2.1 影像、地形
2.1.1.数据来源:
a.卫星遥感:
资源卫星(构建5⽶分辨率地形)
⾼分卫星(0.8⽶分辨率)影像
⾼景卫星(0.5⽶分辨率)影像
b.⽆⼈机航测:
⽆⼈机航测获取照⽚
建模软件处理得到数据成果:CC(ContextCapture)建模软件、pix4d、⼤疆智图、photoscan等
c.分析处理成果:
热⼒图
等⾼线
坡度图
坡向图
地物分类图
Dlg线化图
2.1.2.数据⽤途:
如何修改文件类型
多数作为⽅案底图,基础底图
如:
导航地图
地图搜索
交通事故现场图
⼯地施⼯设计现场图
地物分类图
项⽬现场图
指挥作战地图
登⼭图
疫情防控图
2.1.
3.本质:
8位⾼度图、24位真彩⾊,本质是图⽚
2.1.4.常见格式:
Tif,最常见的⼤数据栅格格式
Img:ArcGIS⾥⾯使⽤较多的栅格格式,多数带⾦字塔
Lrp:图新地球的⾼效带lod层级的加密⼆进制流数据格式。
Mbt:开放协议的带lod层级的⽡⽚数据格式(本质是sqlite数据库)
Grd:纯⽂本的Arc/Info Grid数据的交换⽂件
Dem:有两种格式,NSDTF和USGS,
SGS-DEM(USGS是美国地质调查局(U.S.GeologicalSurvey)的英⽂缩写,是⼀种公开格式的DEM数据格式标准,使⽤范围较⼴格式的。
NSDTF-DEM是中华⼈民共和国国家标准地球空间数据交换格式,是属于格⽹数据交换格式,⼀般的GIS软件都不⽀持这种格式。
2.1.5.影像和地形的区别
影像是类似照⽚的颜⾊图,rgba
地形是⾼度图(灰度图)记录位置的⾼程
2.1.6.栅格和⽮量的区别
影像和地形,多数为栅格,图⽚
⽮量多为点、线、⾯等规范格式的坐标串,最⼤的表现区别,在三维渲染的时候⽆限放⼤,⽮量不会模糊
2.1.7.多份数据叠加
类似photoshop等图层的概念,最终⾁眼可见的三维引擎渲染效果是多份数据的叠加成果。
2.1.8.概念:
投影:地图投影是利⽤⼀定数学法则把表⾯的经、纬线转换到上的理论和⽅法
2.2 倾斜摄影(实景三维)模型
巧克力怎么做2.2.1数据来源:
航测:
固定翼
旋翼
⼤飞机、直升机(有⼈机)
⽆⼈机航测获取照⽚
建模软件处理得到数据成果:CC(ContextCapture)、⼤疆智图等
2.2.2数据⽤途:
郭美美自曝与黄景瑜恋情多数作为⽅案底图,基础三维底图
如:
实景中国
规划院的设计底图
交通事故现场图
案例:
某设计单位基于实景模型查看实地边坡防护的落⽯情况
某道路⼯程,通过设计图纸和实际修建状况匹配发现少修了个涵洞
2.2.3本质:
⼀堆带纹理的三⾓⾯⽚
2.2.4常见格式:
osgb,开源的带lod层级的数据组织格式,⽀持⼤数据量
3mx、3sm:Bently⾃⼰的数据格式,常作为中间数据交换格式,及bengly的bim软件⽀持格式
Cesium 3d tiles:开源的带lod层级的数据组织格式
Fbx、obj:常见⼈⼯模型数据格式,⼀般⽤于3d打印或者⼈⼯建模参考,模型精修的中间参考格式。
Esri i3s scene database:ArcGIS⽀持的专有格式。
s3c: smart3d被Bently收购前的⾃有加密格式,当前s3c⼀般作为osgb的在ContextCaptureViewer当中浏览数据的索引格式。
2.3 ⽮量数据
2.3.1概念
李莞金泰熙
GIS当中的基本数据元素,
⽤图层(Layer)来抽象表达地物的集合
–图层:是某⼀类地物的集合,例如道路图层,河流图层,房屋图层。
-要素(Feature):来表达地物,例如⼀个公交站⽤⼀个点标注来表⽰
-符号(style):来标识地物分类
2.3.2数据来源:
LocaSpaceViewer、ArcGis、GlobalMapper、超图、CAD、matlab等⽀持绘制地理要素或对数据进⾏分析⽣产⽮量数据的软件平台的数据导出成果。
2.3.3数据⽤途:
GIS当中的基本数据信息媒介,基于符号化来表达对应的对象,通常以点(marker、标注)、线(管线、空间线、依地线、道路、河流、等⾼线)、⾯(⽔域、房屋、林地、重点场所)来表达,并存储对应的属性信息,或者通过id关联对应的属性信息。
2.3.4数据本质:
基于位置的坐标,或者坐标集合
2.3.5常见数据格式:
Txt:以换⾏符来存储坐标(x、y、z;lon、lat、hei)
Excel(csv):⽂本类型的坐标集合,本质就是格式化的⽂本
Json(GeoJson):⽂本类型的坐标集合,可设置样式、属性,本质就是格式化的⽂本
Xml:⽂本类型的坐标集合,本质就是格式化的⽂本
Sql字段:数据库形式的,字段模式存储
Kml(kmz):⾕歌定义的⼀种数据格式,xml的固定规范,本质就是格式化的⽂本,KML 是由开放地理空间联盟(Open Geospatial Consortium, Inc.,简称 OGC)维护的国际标准。
Shp(shape file):Shapefile⽂件是美国环境系统研究所(ESRI)所研制的GIS⽂件系统格式⽂件,是⼯业标准的⽮量数据⽂件。⼀
个Shape⽂件包括三个⽂件:⼀个主⽂件(*.shp),⼀个索引⽂件(*.shx),和⼀个dBASE(*.dbf)表。
Gpx:或称 GPS exchange 格式, 是⼀种⽤于存储坐标数据的 XML ⽂件格式。它可以储存在⼀条路上的路点,轨迹,路线,且易于处理和转换到其他格式。GPX是⽐较标准的GPS信息交互⽂件,当然其他公司还有⾃⼰的格式
Lgd:图新地球(lsv)的⾼效⽮量数据格式,内置⾼效的索引,是⼀种⼆进制流数据。除了常规的点、线、⾯外还⽀持圆、椭圆、箭头、军标、⽔⾯、⽴⽅体、椭球、棱锥、圆柱、粒⼦特效等。
Lcad:图新地球(lsv)为解决⼤⽮量数据加载渲染的⾼效数据格式,内置⾼效的索引,及定制的抽析算法。
Dxf(dwg):是AutoCAD的图形⽂件,是⼆维或三维图形档案,dxf和dwg可以互转,DXF是⼀种开放的⽮量数据格式
2.4 BIM模型数据
2.4.1概念:
建筑信息模型(Building Information Modeling)是建筑学、⼯程学及⼟⽊⼯程的新⼯具,⽤于实现构建的全⽣命周期管理,简单可以理解为带属性的模型。
2.4.2数据来源:
A(Autodesk)系列软件:Revit
B(Bently)系列软件:MicroStation
2.4.3数据⽤途:
实现构建的全⽣命周期管理,所有的操作都会记录在对应的属性当中。
2.4.4和GIS的关系:
BIM和GIS本⾝没有什么关系,各⾃的局限导致了实际应⽤当中对⼆者的融合。
BIM建筑师在设计建筑的时候可以有⼀个地理⼤环境作为依托,市政当局⼈员可以快速判断出建筑设计对地理⼤环境的影响。例如:建筑是否满⾜区域限⾼要求;居民周边是否会有噪⾳污染;居住的最低⽇照标准是否能够满⾜。这样建筑的许可审批流程可以更快、更可靠。此外,被审批过的建筑设计模型可以直接成为了城市空间三维模型的⼀部分,城市空间的三维城市模型属性信息也会变得更详细,更新的速度也会更快。随着类似建筑材料、能源相关属性数据的录⼊,还可以为城市的未来规划以及整个建筑的全⽣命周期管理提供依据
2.4.5常见数据格式:
.rvt: Revit软件下bim建模的数据成果
.dgn:Microstation软件下bim建模的数据成果
2.5 ⼈⼯模型数据
2.5.1 数据来源:
⼈⼯建模软件,⽬的为了更直观的模拟现实当中的三维场景,对现实当中的物体进⾏建模。
常见建模软件:3dsmax、sketchup
2.5.2 数据⽤途:
贺军翔写真⽤于在三维场景当中表达实地的物体,可视化效果直观。多⽤于构建场景。
2.5.3 和倾斜模型(实景模型)的差异:
倾斜模型当中没有物体的概念,可以认为是⼀张贴了纹理的⼤的三⾓格⽹,⼈⼯建模,可以通过打组(Group)等构建房屋、⽔表、桌⼦、椅⼦、⼩品都具有独⽴个体的实例。
2.5.4 常见数据格式:
Obj:⼀种明码的中间交互格式,也是3dsmax的⼀种输出格式,如果有纹理,⼀般有附属⽂件夹
Fbx:⼀种⽀持动画的三维模型格式,是3dsmax的⼀种输出格式,可以制作磕头机、旋转的飞机,奔跑的⼩⼈等。
Skp:草图⼤师(Sketchup)的建模格式。因其操作简单,被⼴泛接受。
Stl:⼀种交换格式,主要⽤于3d打印。
2.6 点云数据
2.6.1数据来源:
激光扫描仪扫描的数据成果,本质就是⼀堆坐标点集。
当前流⾏的倾斜摄影(⽆⼈机航测)建模的中间数据成果
当前随着激光扫描仪的体积重量的降低,亦可搭载于⽆⼈机进⾏空中扫描
通过和摄像头的融合可实现真彩⾊点云。
2.6.2 数据⽤途:
电⼒⾏业多⽤于对电⼒杆塔、电⼒线进⾏扫描
⽂保⾏业,基于其⾼精度的特效,对⽂物进⾏三维建模、存档,如古建、桥梁,甚⾄医学⾥⾯的⾻头建模
2.6.3特性:
精度⾼、成本⾼
2.6.4常见数据格式:
Las:测量与遥感( ASPRS)协会下属的LIDAR委员会制定的标准LIDAR数据格式