3小时GIS入门教程(二)GIS数据格式、坐标系 |
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前言一、GIS数据格式1.矢量数据2.栅格数据3.矢量数据VS栅格数据4.shapefile文件格式
二、地图坐标系1.地球是圆的吗?2.地图投影3.地理坐标系和投影坐标系4.最常用的投影方法——高斯克吕格投影5.坐标转换6.互联网地图的坐标系
总结
前言
2020年疫情在家的时候,师姐邀请我为华侨大学的本科生远程上一堂GIS实验课,她说只有一下午3节课的时间。趁着这个机会把这几年积累的一些思考、经验都梳理了一下,整合成了这个3小时快速上手指南。 一、GIS数据格式GIS数据分为矢量数据和栅格数据。 1.矢量数据包含数据坐标,构成点(point)、线(polyline)、面(polygon) 和属性表(attribute table) 格式转换工具: (1)ArcGIS自带的转换工具 在ArcGIS的toolbox里有转换工具这个大类工作集 (2)强大的转换软件FME,利用FMEWorkBench和FMEQuickTranslator实现所有文件之间的无损转换,总之会有惊喜 每个像素的值代表其属性值,例如高程值等。 常见格式有: GeoTIFF(.tiff) Erdas Imagine(.img) ENVI(.hdr) HDF(.hdf) JPEG/PNG/BMP 3.矢量数据VS栅格数据 矢量数据栅格数据数据结构数据紧凑、便于检索数据结构简单,精度有限运算效率数据空间分析较复杂计算较快适用性适用于精度要求高/拥有拓扑结构的网络分析适用于遥感、地表分析、密度分析等个人建议:能用矢量数据最好用矢量数据,矢量可以转栅格,但栅格无法还原为矢量文件。 4.shapefile文件格式在实际工程中,总是会有文件传来传去的过程,而shapefile文件系统较为复杂,它不是一个文件,它是一组文件。 在文件夹里通常一个shp文件有7-8个同名文件,仅仅是后缀不同,但在ArcGIS文件管理里只有一个后缀为.shp的文件,很多人就以为只需要传shp文件即可,最后发现对方并打不开。 注意:shp/shx/dbf为必需文件,在文件传发过程中易一定要保证这三个文件的完整性。 二、地图坐标系搞清楚地图坐标系的人不多,我也是到了研究生,才慢慢意识到坐标系的重要性,幸得导师教诲。 要理解坐标系本质上要理解地图投影。 1.地球是圆的吗?不是。地球不是一个正球体,而是一个极半径略短、赤道半径略长,北极略突出、南极略扁平,近于梨形的椭球体。 地球椭球体表面是不可展曲面,要将曲面上的客观事物表示在有限的平面图纸上,必须经过由曲面到平面的转换 所有地图都存在变形,因为你没办法把桔子皮压平而不裂开。 《所有的世界地图都是错的,以下是为什么》这个视频解释了如何把地球表面撕开,强行拉成一个平面 https://www.bilibili.com/video/av88940277/ 坐标系分为地理坐标系和投影坐标系 地理坐标系(Geogrpahic Coordinate System) 使用基于经纬度坐标的坐标系统描述地球上某一点所处的位置,如WGS84坐标系,GPS导航等也常用 投影坐标系(Projected Coordinate Systems) 使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。 如西安80、北京54、CGCS2000、城市地方坐标系,都是用x、y坐标值来表示坐标的 投影坐标系由以下参数确定: 地理坐标系(由基准面确定,比如:北京54、西安80、WGS84) 投影方法(比如高斯-克吕格、Lambert投影、Mercator投影) 中国制图标准的坐标系有北京54、西安80、CGCS2000,它们都是用的高斯克吕格投影,这种方法的好处是可以保证中心线变形最小。 Gauss Kruger投影: 以椭圆柱为投影面,使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切,然后按等角条件,将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将其展成平面而得。 ArcGIS坐标系路径:投影坐标系——Gauss Kruger——Beijing54/CGCS2000/Xian1980——Xian 1980 3 degree GK CM 102E 再解释下3°带和6°带的区别,有些城市规模较大适合6°带,有些城市规模较小适合3°带 理论上,两种坐标系之间通过数学运算是可以进行转换的,一般是7个参数,包括平移3参数+旋转3参数+缩放1参数。 ArcGIS也有坐标转换功能,可以实现两个图层之间的坐标转换,前提是两套坐标系统参数是已知的(即椭球体、投影方法、中心线经度等) 6.互联网地图的坐标系只有一个单独的坐标是没有意义的,必须要有坐标系才具有空间位置关系,因此在地图坐标系是国家高度保密的信息。 我们常见的互联网地图坐标系都不相同,格式基本都为地理坐标系即经纬度格式,但是相互之间会有偏移,所以在进行坐标拾取的时候一定要先弄清楚是哪个坐标系的数据。 地图类型坐标系名称百度地图百度坐标系高德地图高德坐标系谷歌地图谷歌坐标系官方发布火星坐标系(对真实坐标进行加偏)安利一个好用又稳定的互联网地图坐标转换小工具网址: https://maplocation.sjfkai.com/ 总结基本的一些GIS相关的基础知识就说到这,下一篇将开始分享一些小实操案例。 |
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