传统二维GIS地理数据(二)

矢量数据

矢量数据是GIS基础的数据格式之一，是二维地图的基石。目前市面上的地图包括天地图、百度地图、高德地图等，依然是以矢量数据为基础对公众提供地图服务。传统的矢量数据来源于实地外采，外采的方式各有不同，但是最终形成在市面上流通的数据格式主要有以下几种：

Shapefile

Shapefile是由ESRI美国环境系统研究所公司开发的一种空间数据开放格式，它也成为地理信息软件界的一个开放标准。Shapefile文件指的是一种文件存储的方法，实际上该种文件格式是由多个文件组成的。其中，要组成一个Shapefile，有三个文件是必不可少的，它们分别是".shp", ".shx"与 ".dbf"文件。
.shp— 图形格式，用于保存元素的几何实体。
.shx— 图形索引格式。几何体位置索引，记录每一个几何体在shp文件之中的位置，能够加快向前或向后搜索一个几何体的效率。
.dbf— 属性数据格式，以dBase IV的数据表格式存储每个几何形状的属性数据。
其他可选文件类型有9种，本文不再一一介绍。shp文件可以是点、点集、折线或多边形组成的同类特征的集合。点文件包含一些具有点几何元素的特征，点具有独立坐标对。点集文件包含点集几何特征，多个点表达一个特征。线文件包含折线几何元素。折线由链组成，是一组线段的简单连接，链可以是不连接的、连接的或相交的。多边形文件包含多边形几何元素的特征。多边形包含一个或多个环。环是封闭的链，但自身不相交。多边形中的环可以不连接、嵌套或彼此相交。属性数据表存储在嵌入式dBASE文件。其他对象的属性存储在另外的dBASE表中，可以通过属性关键字与Shapefile文件关联。

特征

优点：

GIS行业支持最广泛的格式
规范开放
覆盖GIS应用大部分场景 缺点：
文件格式限制，最少要3个文件，.shp.dbf单个文件大小不能超过2GB,不能存储拓扑信息
投影信息，默认情况下shp文件不包含坐标参考系统的信息
属性信息存储，属性字段名称限制最多10个字符，对属性数据类型支持不佳，不支持更高级的数据字段

GeoJSON

GeoJSON是一种对各种地理数据结构进行编码的格式，基于Javascript对象表示法的地理空间信息数据交换格式。GeoJSON对象可以表示几何、特征或者特征集合。GeoJSON支持下面几何类型：点、线、面、多点、多线、多面和几何集合。GeoJSON里的特征包含一个几何对象和其他属性，特征集合表示一系列特征。GeoJSON将所有的地理要素分为Point、MultiPoint、LineString、MultiLineString、Polygon、MultiPolygon、GeometryCollection。
备注：可以访问 GeoJSON 体验不同类型样例

特征

主要应用于基于Web的映射访问，语法简单可以在编辑器中进行修改，能与后端Java等语言特性更好的结合。

VCT

VCT是一项国际标准，即中国标准矢量交换格式。大家了解即可，只在国内土地项目中使用。

CAD

CAD数据格式也是GIS二维数据的重要来源之一，各个测绘单位原始的采集数据都来源于CAD软件，最早期的GIS数据生产基本上都是基于CAD格式。各大GIS厂商都支持，CAD数据格式的导入。

KML

KML最初是Google旗下基于XML的标记语言，可以用来描述地理空间数据，适合网络环境下的地理信息协作共享。后来被OGC宣布为开放的地理信息编码标准，并由OGC维护和发展。可以被Google Earth 和Google Map识别并显示，主要用途有：
（1）指定地点的图标和注记；
（2）为每一个地理特征创建不同的视角位置；
（3）在地球上叠放图像；
（4）指定地理特征显示的样式；
（5）编写地理特征的HTML描述，包括超链接和内嵌图像；
（6）使用文件夹对地理特征进行群组；
（7）KML文件的动态获取及修改；
（8）显示三维地物；
以下是一个多边形示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<kml xmlns="http://earth.google.com/kml/2.1">
    <Placemark>
        <name>The Pentagon</name>
        <Polygon>
            <extrude>1</extrude>
            <altitudeMode>relativeToGround</altitudeMode>
            <outerBoundaryIs>
                <LinearRing>
                    <coordinates>           
						-77.05788457660967,38.87253259892824,100            
						-77.05465973756702,38.87291016281703,100            
						-77.05315536854791,38.87053267794386,100            
						-77.05552622493516,38.868757801256,100            
						-77.05844056290393,38.86996206506943,100            
						-77.05788457660967,38.87253259892824,100         
                    </coordinates>
                </LinearRing>
            </outerBoundaryIs>
            <innerBoundaryIs>
                <LinearRing>
                    <coordinates>           
						-77.05668055019126,38.87154239798456,100            
						-77.05542625960818,38.87167890344077,100            
						-77.05485125901024,38.87076535397792,100            
						-77.05577677433152,38.87008686581446,100            
						-77.05691162017543,38.87054446963351,100            
						-77.05668055019126,38.87154239798456,100         
                    </coordinates>
                </LinearRing>
            </innerBoundaryIs>
        </Polygon>
    </Placemark>
</kml>

备注：可以访问 KML 体验不同类型样例

路网数据

导航数据格式分为母库格式、交换格式和存储格式三个层次，格式对导航功能的实现非常重要。母库格式是导航数据编辑、存储直接进行的格式，主要是方便于编辑和保存，如TAB格式。交换格式是可以转换到各个应用导航数据的格式，一般都是公开格式，以方便进行转换应用如：GDF格式。存储格式本意是指数据在计算机里存储的格式，但存储格式在导航中一般是指导航应用格式如：KIWI格式。
路网的基本要素有节点、路段与形状点，如图1-1所示。从路网的直观结构考虑，很自然地会想到用图来表示路网。交叉口对应节点，两交叉口之间的路段对应边或弧，路段的某种量化属性作为权，这样用一个赋权图可以初步描述路网。又由于同一个路段的不同方向其属性一般而言不一定相同，故可以采用有向图描述路网。节点、路段和形状点构成了路网的基本要素。三者可以用图1-1来表示。 avatar
备注：可以访问路网模型详情

栅格数据

栅格数据是二维GIS中另一个基础数据类型之一，其将空间分割成有规律的网格，每一个网格称为一个单元，并在各单元上赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式，栅格数据的重点在于在最大限度减少计算机运算时间的基点上进行最大幅度的压缩。

DOM(正射影像)

DOM-数字正射影像图（DOM,Digital Orthophoto Map）是对航空（或航天）相片进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像。

特征

DOM具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，可作为地图分析背景控制信息，也可从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或最新信息，为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据；还可从中提取和派生新的信息，实现地图的修测更新。评价其它数据的精度、现实性和完整性都很优良。 avatar

TIFF

TIFF是Tagged Image File Format的缩写。在现在的标准中，只有TIFF存在，其他的提法已经舍弃不用了。做为一种标记语言，TIFF与其他文件格式最大的不同在于除了图像数据，它还可以记录很多图像的其他信息。它记录图像数据的方式也比较灵活，理论上来说，任何其他的图像格式都能为TIFF所用，嵌入到TIFF里面。比如JPEG， Lossless JPEG， JPEG2000和任意数据宽度的原始无压缩数据都可以方便的嵌入到TIFF中去。由于它的可扩展性， TIFF在数字影响、遥感、医学等领域中得到了广泛的应用。TIFF文件的后缀是.tif或者.tiff。
备注：可以访问 TIFF格式详解详情

IMG

IMG格式是图像文件的一种格式，它具有很高的压缩效率，IMG格式支持任意大小的图像。IMG图像文件格式，图像的数据是以类似二维数组格式存放的。
特点： 影像多种信息一并存储，遥感数据包括影像数据、定位数据、传感器信息等多种信息，一般采用文件头与影像数据分开存储，而 Img 文件将各类数据存放于一个文件中；数据分节点存储，各种数据在文件中的位置不固定，而是通过节点的相互关系组织；图像数据分块存储，分块存储降低了图像读入系统资源的消耗，从而大大加速图像显示的速度；同时避免了大数据量对图像处理算法效率的影响。

JPG、PNG

PNG是一种采用无损压缩算法的位图格式，其设计目的是试图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法，一般应用于JAVA程序、网页或S60程序中，原因是它压缩比高，生成文件体积小。JPEG采用了一种针对照片图像的特定有损编码方法，这种编码适用于低对比，图像颜色过渡平滑，噪声多，且结构不规则的情况下。如果在这种情况下用PNG代替JPEG，文件尺寸增大很多，而图像质量的提高有限。JPEG是有损压缩，会产生迭代有损，在重复压缩和解码的过程中会不断丢失信息使图像质量下降。

DEM(数字高程模型)

数字高程模型（Digital Elevation Model)，简称DEM，是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表达），它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。
数字高程模型的数据组织表达形式有多种，其中在土地利用工程中常用的有规则的矩形格网与不规则的三角网两种。 avatar

DSM(数字表面模型)

数字地表模型（Digital Surface Model，缩写DSM）是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度的地面高程模型。和DEM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基础上，进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些对建筑物高度有需求的领域，得到了很大程度的重视。
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