GIS基础之矢量数据,概念、编辑、转换、空间分析,一文讲透!

GIS基础之矢量数据,概念、编辑、转换、空间分析,一文讲透!

.DBF

.SHX

Shapefile是最常见的矢量数据格式,所有的商业和开源GIS软件都支持。无处不在的它已成为行业标准。Shapefile由三个必须的文件组成:

SHP是要素几何。

SHX是形状索引位置。

DBF是属性数据。

下面的是可选文件,需要注意的是,一般情况下, PRJ为必须完整的,否则矢量数据的空间位置会发生错误:

PRJ是投影系统参数。

XML是关联的元数据。

SBN是用于优化查询的空间索引。

SBX优化了加载时间。

CPG说明了SHP文件的属性数据编码,如果中文显示乱码,一般需要加一个.cpg文件,使用文本文件编辑,写上UTF-8

Shapefile是最常见的矢量数据格式,所有的商业和开源GIS软件都支持。无处不在的它已成为行业标准。Shapefile由三个必须的文件组成:

SHP是要素几何。

SHX是形状索引位置。

DBF是属性数据。

SHP是要素几何。

SHX是形状索引位置。

DBF是属性数据。

下面的是可选文件,需要注意的是,一般情况下, PRJ为必须完整的,否则矢量数据的空间位置会发生错误:

PRJ是投影系统参数。

XML是关联的元数据。

SBN是用于优化查询的空间索引。

SBX优化了加载时间。

CPG说明了SHP文件的属性数据编码,如果中文显示乱码,一般需要加一个.cpg文件,使用文本文件编辑,写上UTF-8

PRJ是投影系统参数。

XML是关联的元数据。

SBN是用于优化查询的空间索引。

SBX优化了加载时间。

CPG说明了SHP文件的属性数据编码,如果中文显示乱码,一般需要加一个.cpg文件,使用文本文件编辑,写上UTF-8

.GEOJSON

.JSON

.GEOJSON

.JSON

GeoJSON格式主要用于基于Web的映射。GeoJSON以Java对象符号(JSON)形式将坐标存储为文本。这包括矢量点,线和多边形以及表格信息。GeoJSON将对象存储在花括号{}中,并且通常语法标记更为简洁(与GML相比)。GeoJSON具有简单的语法,您可以在任何文本编辑器中进行修改。网络地图浏览器可以理解Java,因此默认情况下,GeoJSON是一种常见的Web格式。但是Java只理解二进制对象。幸运的是,Java可以将JSON转换为二进制。

可以使用QGIS打开和转换

GeoJSON格式主要用于基于Web的映射。GeoJSON以Java对象符号(JSON)形式将坐标存储为文本。这包括矢量点,线和多边形以及表格信息。GeoJSON将对象存储在花括号{}中,并且通常语法标记更为简洁(与GML相比)。GeoJSON具有简单的语法,您可以在任何文本编辑器中进行修改。网络地图浏览器可以理解Java,因此默认情况下,GeoJSON是一种常见的Web格式。但是Java只理解二进制对象。幸运的是,Java可以将JSON转换为二进制。

可以使用QGIS打开和转换

.KML

.KMZ

.KML

.KMZ

KML 是Keyhole Markup Language的缩写. 这个数据格式是基于XML的,一般被Google Earth使用,KML是由Keyhole公司开发的,后来被谷歌收购。KMZ (KML-Zipped) 代替了KML,是KML的压缩版本,KML/KMZ在2008年成为地理空间联盟的国际标准。经纬度由十进制度的 World Geodetic System of 1984 (WGS84)坐标系统所定义,高程为WGS84 EGM96高程系。

QGIS可以直接打开和转换

ArcGIS需要借助ArcToolbox中的工具转换为图层

KML 是Keyhole Markup Language的缩写. 这个数据格式是基于XML的,一般被Google Earth使用,KML是由Keyhole公司开发的,后来被谷歌收购。KMZ (KML-Zipped) 代替了KML,是KML的压缩版本,KML/KMZ在2008年成为地理空间联盟的国际标准。经纬度由十进制度的 World Geodetic System of 1984 (WGS84)坐标系统所定义,高程为WGS84 EGM96高程系。

QGIS可以直接打开和转换

ArcGIS需要借助ArcToolbox中的工具转换为图层

. GPX

. GPX

GPX是一种XML格式,用于描述从GPS接收器捕获的航路点,航迹和路线。由于GPX是一种交换格式,因此您可以根据其描述属性将GPS数据从一个程序公开传输到另一个程序。

GPX的最低要求是纬度和经度坐标。此外,GPX文件还可以将位置属性(包括时间,海拔和大地水准面高度)存储为标签。

GPX是一种XML格式,用于描述从GPS接收器捕获的航路点,航迹和路线。由于GPX是一种交换格式,因此您可以根据其描述属性将GPS数据从一个程序公开传输到另一个程序。

GPX的最低要求是纬度和经度坐标。此外,GPX文件还可以将位置属性(包括时间,海拔和大地水准面高度)存储为标签。

ArcInfo Coverages 是一组包含了points, arcs, polygons or annotation的文件夹。Tics是控制点,用于帮助定义Coverage的边界。

属性存储在ADF或INFOb表中。每个功能部件都有一个唯一的编号。这些要素编号是将属性数据与每个空间要素链接的一种方式。

Coverages 是软盘时代的标准格式。但是随着时间的流逝,这种GIS格式已经过时,并且在GIS软件中几乎不受支持。

ArcInfo Coverages 是一组包含了points, arcs, polygons or annotation的文件夹。Tics是控制点,用于帮助定义Coverage的边界。

属性存储在ADF或INFOb表中。每个功能部件都有一个唯一的编号。这些要素编号是将属性数据与每个空间要素链接的一种方式。

Coverages 是软盘时代的标准格式。但是随着时间的流逝,这种GIS格式已经过时,并且在GIS软件中几乎不受支持。

.MPJ

.WT

.WL

.WP

.WN

.WB

.MPJ

.WT

.WL

.WP

.WN

.WB

MapGIS是中地数码开发的国产GIS软件,使用的数据格式和ArcGIS/QGIS等均不兼容,一般用于地质行业,在这里仅把后缀名列出,大家遇到这种格式可以去找MAPGIS打开

3. 矢量数据创建、转换、编辑

以ArcGIS平台为例,介绍一下矢量数据的创建、转换和编辑。

矢量数据创建

在ArcGIS中矢量数据的处理,建议在文件地理数据库(File Geodatabase)中进行。地理数据库可以存储点、线、面、多面体等,同时支持拓扑,可以对绘制完成的矢量数据进行拓扑检查。

文件地理数据库(File Geodatabase)

要素类(Feature Class):点、线、面

拓扑(Topology)

要素数据集(Feature Dataset)

具体操作请看这篇推文: ArcGIS图形编辑命令

文件地理数据库(File Geodatabase)

要素类(Feature Class):点、线、面

拓扑(Topology)

要素数据集(Feature Dataset)

要素类(Feature Class):点、线、面

拓扑(Topology)

要素数据集(Feature Dataset)

具体操作请看这篇推文: ArcGIS图形编辑命令

在测绘、建筑、规划等方面,CAD和GIS的转换工作非常常用。简单的CAD转换可以直接通过ArcGIS加载数据然后到处为地理数据库要素类实现,地形图的转换则另有复杂的技术流程。

CAD与GIS数据互相转换

地形图入库技术设计

CAD与GIS数据互相转换

地形图入库技术设计

ArcGIS ArcToolbox中提供了大量的点、线、面之间转换工具,下面介绍一些常用的,这里给出的是工具名,可以通过搜索找到工具。

搜索工具名查到工具

工具自带帮助,可以参考

Make XY Event Layer,可以将坐标转为点图层,注意的是,这里的图层是临时的,需要通过导出要素来保存。

Feature To Point,点线面都可以作为输入,输出为点

Feature Vertices To Points,节点转点,线、面都是由一系列节点组成的,将这些节点转为点要素

Make XY Event Layer,可以将坐标转为点图层,注意的是,这里的图层是临时的,需要通过导出要素来保存。

Feature To Point,点线面都可以作为输入,输出为点

Feature Vertices To Points,节点转点,线、面都是由一系列节点组成的,将这些节点转为点要素

Make XY Event Layer,可以将坐标转为点图层,注意的是,这里的图层是临时的,需要通过导出要素来保存。

Feature To Point,点线面都可以作为输入,输出为点

Feature Vertices To Points,节点转点,线、面都是由一系列节点组成的,将这些节点转为点要素

绿色的点即为节点(Vertices)Feature Vertices To Points,节点转点,将节点转为点要素矢量

线

Feature To Line,要素转线,可以很方便的将面状矢量转为线

Points To Line,点转线

XY To Line,可以将带起终点XY坐标的表转为线,常用于绘制OD线(参考文献4)

Feature To Polygon,要素转面,多用于线转面的情况

Feature Envelope To Polygon,要素包络矩形转面,绘制一个外接矩形

线

Feature To Line,要素转线,可以很方便的将面状矢量转为线

Points To Line,点转线

XY To Line,可以将带起终点XY坐标的表转为线,常用于绘制OD线(参考文献4)

Feature To Line,要素转线,可以很方便的将面状矢量转为线

Points To Line,点转线

XY To Line,可以将带起终点XY坐标的表转为线,常用于绘制OD线(参考文献4)

Feature To Polygon,要素转面,多用于线转面的情况

Feature Envelope To Polygon,要素包络矩形转面,绘制一个外接矩形

Feature To Polygon,要素转面,多用于线转面的情况

Feature Envelope To Polygon,要素包络矩形转面,绘制一个外接矩形

GPX、KML、GeoJSON也是比较常见的矢量格式,对于这些文件转换,可以使用ArcGIS Conversion Tools工具箱,不过我更推荐使用QGIS,可以直接打开,另存为,更方便。

ArcGIS转换工具箱

QGIS可以直接打开KML文件,详阅参考文献5 4. 矢量数据常用空间分析方法

在ArcGIS中,矢量数据的空间分析工具主要集中在Analysis Tools工具箱中。有Extract提取分析、Overlay叠置分析、Proximity临域分析和Statistics统计分析。

Extract

Clip裁剪,这个非常常用,可以将大块的矢量裁剪为小块的,要注意的是,这个仅适用于矢量数据裁剪矢量

Split分割,可以把一块矢量根据另外的多块组成的矢量分割,或者根据字段分割为若干小块矢量

Extract

Clip裁剪,这个非常常用,可以将大块的矢量裁剪为小块的,要注意的是,这个仅适用于矢量数据裁剪矢量

Split分割,可以把一块矢量根据另外的多块组成的矢量分割,或者根据字段分割为若干小块矢量

Clip裁剪,这个非常常用,可以将大块的矢量裁剪为小块的,要注意的是,这个仅适用于矢量数据裁剪矢量

Split分割,可以把一块矢量根据另外的多块组成的矢量分割,或者根据字段分割为若干小块矢量

<<< 左右滑动见更多 >>>

Overlay

Erase擦除,从大的面上面去掉一个小的,保留余下的

Intersect,相交,可以将两个矢量的属性相结合,矢量范围取交集

Spatial Join,空间挂接,可以提取两个矢量之间的信息,比如,居民地面中没有地名,使用地名点进行空间挂接,可以将地名点的地名信息给居民地面赋值。(参考文献6)

Overlay

Erase擦除,从大的面上面去掉一个小的,保留余下的

Intersect,相交,可以将两个矢量的属性相结合,矢量范围取交集

Spatial Join,空间挂接,可以提取两个矢量之间的信息,比如,居民地面中没有地名,使用地名点进行空间挂接,可以将地名点的地名信息给居民地面赋值。(参考文献6)

Erase擦除,从大的面上面去掉一个小的,保留余下的

Intersect,相交,可以将两个矢量的属性相结合,矢量范围取交集

Spatial Join,空间挂接,可以提取两个矢量之间的信息,比如,居民地面中没有地名,使用地名点进行空间挂接,可以将地名点的地名信息给居民地面赋值。(参考文献6)

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Proximity

Buffer缓冲区,这个也是很常用的方法,在研究污染物扩散,影响范围的时候很常用(参考文献7)

Near近邻分析,计算两点、线、面之间的最短距离(参考文献8)

Proximity

Buffer缓冲区,这个也是很常用的方法,在研究污染物扩散,影响范围的时候很常用(参考文献7)

Near近邻分析,计算两点、线、面之间的最短距离(参考文献8)

Buffer缓冲区,这个也是很常用的方法,在研究污染物扩散,影响范围的时候很常用(参考文献7)

Near近邻分析,计算两点、线、面之间的最短距离(参考文献8)

GIS作为一种信息系统,属性的编辑和管理也是必不可少的。详情请阅读:

GIS基础教程之属性表的处理(2021-01-23更新)

GIS基础之GIS属性表操作

GIS基础教程之属性表的处理(2021-01-23更新)

GIS基础之GIS属性表操作

有居民地点,我们想知道坐标,怎么办?这个时候可以使用Add XY Coordinates工具,添加XY坐标

长度、四至、中点、重心、面积我都想要!怎么办?Add Geometry Attributes

有居民地点,我们想知道坐标,怎么办?这个时候可以使用Add XY Coordinates工具,添加XY坐标

长度、四至、中点、重心、面积我都想要!怎么办?Add Geometry Attributes

各种几何属性,点线面矢量都能用!

周长(Shape_Length)、面积(Shape_Area)在GDB面要素中都是自带的属性,推荐使用GDB,无需计算几何即可得到面要素的周长和面积信息。

周长(Shape_Length)、面积(Shape_Area)在GDB面要素中都是自带的属性,推荐使用GDB,无需计算几何即可得到面要素的周长和面积信息。

前面说了一大堆矢量数据的创建、编辑、管理、分析相关的内容,不论是做科研还是工业生产,数据质量很重要。矢量数据质量检查又是一个很重要的点,数据只有符合质量要求,才能被使用。两点建议:

熟悉矢量数据质量检查的总体流程和方法,详阅: 一文搞懂如何进行矢量数据质量检查

不断学习相关国标,深入对标准规范的理解和执行。从自然资源标准化信息服务平台中可以查阅相关国家标准,多学习,多了解。(网址见参考文献12,标准全文下载网址推荐见参考文献13)

熟悉矢量数据质量检查的总体流程和方法,详阅: 一文搞懂如何进行矢量数据质量检查

不断学习相关国标,深入对标准规范的理解和执行。从自然资源标准化信息服务平台中可以查阅相关国家标准,多学习,多了解。(网址见参考文献12,标准全文下载网址推荐见参考文献13)

7. 思维导图

参考文献

https://datacarpentry.org/organization-geospatial/02-intro-vector-data/

史上最全GIS格式总结,看完这个应该没啥不认识的了

ArcGIS图形编辑命令

GIS计算上市公司注册地址和办公地址变化,绘制OD线

推荐一个野外考察神器!+QGIS野外考察路径制图

遥感解译精度评定,混淆矩阵与Kappa系数

GIS如何分析台风影响范围和受灾人数

GIS点到面的距离计算

GIS基础教程之属性表的处理(2021-01-23更新)

GIS基础之GIS属性表操作

一文搞懂如何进行矢量数据质量检查

http://www.nrsis.org.cn/portal/

https://www.biaozhun.org/

https://datacarpentry.org/organization-geospatial/02-intro-vector-data/

史上最全GIS格式总结,看完这个应该没啥不认识的了

ArcGIS图形编辑命令

GIS计算上市公司注册地址和办公地址变化,绘制OD线

推荐一个野外考察神器!+QGIS野外考察路径制图

遥感解译精度评定,混淆矩阵与Kappa系数

GIS如何分析台风影响范围和受灾人数

GIS点到面的距离计算

GIS基础教程之属性表的处理(2021-01-23更新)

GIS基础之GIS属性表操作

一文搞懂如何进行矢量数据质量检查

http://www.nrsis.org.cn/portal/

https://www.biaozhun.org/

转载自:走天涯徐小洋地理数据科学

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