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从事测绘地信必备的数据格式清单!各种GIS数据格式和扩展名汇总

小助手 GIS前沿 2023-02-09

天天跟数据打交道,怎么能少了对各种数据格式的认识。GIS应用于各种行业,软件的多样性也使得格式"样式"繁多。面对一堆"狂飙而来"的未知格式数据,这可能是任何GISer的一场"噩梦"。


今天我们来汇总一下各种GIS数据格式和扩展名,包含矢量、栅格、三维、LiDAR、切片地图、工程文件、数据库各种格式。


1
矢量数据

矢量数据不是由像素网格组成的。相反,矢量图形由顶点和路径组成。矢量数据的三种基本符号类型是点、线和面(面)。这些 GIS 文件格式包含矢量数据。


点是 XY 坐标

矢量点只是 XY 坐标。通常,它们是带有空间参考系的纬度和经度。当要素太小而无法表示为面时,将使用点。



线连接点

矢量线将每个顶点与路径连接起来。基本上,你按照设定的顺序连接点,它变成一条矢量线,每个点代表一个顶点。



线通常表示本质上是线性的要素。例如,地图将河流、道路和管线显示为矢量线。


面连接折点并闭合路径

当您按特定顺序连接一组折点并将其关闭时,这现在是一个矢量面要素。创建面时,第一个和最后一个坐标对是相同的。



Esri Shapefile

.SHP

.DBF
.SHX


shapefile 是最常见的地理空间文件类型。所有商业和开源都接受 shapefile 作为 GIS 格式。它无处不在,已成为行业标准。但是,您需要一组完整的三个文件,这些文件是构成形状文件所必需的。三个必需的文件是:

  • SHP 是要素几何。

  • SHX 是形状索引位置。

  • DBF 是属性数据。

您可以选择包含这些文件,但不是完全必需的。

  • PRJ 是投影系统的元数据

  • .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。



Geographic JavaScript Object Notation (GeoJSON)

.GEOJSON
.JSON


GeoJSON 格式主要用于基于 Web 的映射。GeoJSON 将坐标存储为 JavaScript Object Notation (JSON) 形式的文本。这包括矢量点、线和多边形以及表格信息。GeoJSON 将对象存储在大括号 {} 中,并且通常具有较少的标记开销(与 GML 相比)。


GeoJSON 具有简单的语法,您可以在任何文本编辑器中修改。Webmaps浏览器理解JavaScript,因此默认情况下GeoJSON是一种常见的Web格式。但是JavaScript只能理解二进制对象。幸运的是,JavaScript 可以将 JSON 转换为二进制。



Google Keyhole Markup Language (KML/KMZ)

.KML
.KMZ


KML 代表 钥匙孔标记语言。此 GIS 格式基于 XML,主要用于 Google 地球。KML由Keyhole Inc开发,后来被Google收购.KMZ(KML-Zipped)取代KML成为默认的Google地球地理空间格式,因为它是文件的压缩版本。


KML/KMZ于2008年成为开放地理空间联盟的国际标准。经度和纬度分量(十进制度)由 1984 年世界大地测量系统 (WGS84) 定义。垂直分量(高度)以米为单位从 WGS84 EGM96 大地水准面垂直基准面开始测量。



Geography Markup Language (GML)

.GML


GML允许使用XML的地理坐标扩展。可扩展标记语言 (XML) 既是人类可读的,也是机器可读的。


GML 以文本形式存储地理实体(要素)。与GeoJSON类似,GML可以在任何文本编辑器中更新。每个要素都具有属性、几何(点、线、曲线、表面和面)和空间参考系统的列表。


将GML与GeoJSON进行比较时,通常会有更多的开销。这是因为 GML 为相同数量的信息生成更多数据。



GPS eXchange Format (GPX)

.GPX


GPS 交换格式是一种 XML 架构,用于描述从 GPS 接收器捕获的航点、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公开将 GPS 数据从一个程序传输到另一个程序。


GPX 的最低要求是纬度和经度坐标。此外,GPX文件可选择存储位置属性,包括时间,高程和大地水准面高度作为标签。



Digital Line Graph (DLG)

.DLG


数字折线图(DLG)文件是在传统纸质地形图上生成的自然矢量。例如,这包括乡镇和范围,等高线,河流,湖泊,道路,铁路和城镇。



MapInfo TAB

.TAB
.DAT
.ID
.MAP
.IND


地图信息标签文件是地图信息软件的专有格式。与 shapefile 类似,它们需要一组文件来表示地理信息和属性。


  • 选项卡文件是链接关联的 ID、DAT、MAP 和 IND 文件的 ASCII 格式。

  • DAT文件包含关联为dBase DBF文件的表格数据。

  • 标识文件是将图形对象链接到数据库信息的索引文件。

  • MAP文件是存储地理信息的地图对象。

  • IND 文件是表格数据的索引文件。



OpenStreetMap OSM XML

.OSM


OSM文件是OpenStreetMap的原生文件,它已成为世界上最大的众包GIS数据项目。这些文件是来自开放社区众包贡献的矢量特征的集合。


GIS格式OSM是OpenStreetMap基于XML的文件格式。更高效、更小的 PBF 格式(“协议缓冲区二进制格式”)是基于 XML 的格式的替代方法。QGIS中的数据互操作性可以加载本机OSM文件。OpenStreetMap插件可以将PBF转换为OSM,然后可以在QGIS中使用。



IDRISI Vector

.VCT
.VDC


IDRISI矢量数据文件具有VCT扩展名以及具有VDC扩展名的相关矢量文档文件。VCT 格式仅限于点、线、多边形、文本和照片。创建 IDRISI 矢量文件后,它会自动创建用于构建元数据的文档文件。属性直接存储在矢量文件中。但您可以选择使用独立的数据表和值文件。



Geographic Base File-Dual Independent Mask Encoding (GBF-DIME)


GBF-DIME文件格式由美国人口普查局在1960年代后期开发,是最早存在的GIS数据格式之一。它用于存储主要城市地区的美国道路网络,这是普查信息中的关键因素。


GPF-DIME支持Choropleth映射,还有助于消除数字化特征的错误。DIME是由美国人口普查局生产的当前TIGER(拓扑集成地理编码和参考)系统的关键组件。



ArcInfo Coverage

ArcInfo 覆盖范围是一组包含点、弧、面或注记的文件夹。抽搐是地理控制点,有助于定义覆盖范围。

属性存储在 ADF 或 INFOb 表中。每个要素都用唯一的编号标识。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。

覆盖范围是软盘时代的标准格式。但随着时间的推移,这种 GIS 格式已经过时,并且在 GIS 软件中大多不受支持。



CAD 文件格式



Autodesk Drawing


.DWF
.DWG
.DXF


Autodesk CAD文件格式专为二维和三维设计而设计。它们通常包含图层中的边、曲线和注释文本等元素。DWG/DXF 是使用笛卡尔坐标的矢量文件。每个元素在网格中绘制 XY 点。

  • DWF(设计网页格式)更具体地用于在互联网上查看和使用。

  • DWG(DraWinG)是包含元数据的AutoCAD的本机格式和工作版本。

  • DXF(图形交换格式)将图形信息存储为数据的精确表示。但DXF的目的是CAD程序之间的数据交换。



Bentley Microsystems DGN File Format


.DGN


DGN 是 Bentley 软件公司 MicroStation 的原生格式。与其他CAD设计格式类似,工程师和建筑师将其用于施工设计。

DGN文件由图层组成,包括注记,点,折线,多边形,

和多路径。它们还包含样式信息 (颜色索引) 和空间参考系统。



2
栅格数据

栅格数据由像素组成。它们通常间隔规则且呈方形,但不必如此。栅格通常看起来像素化,因为每个像素都有自己的值或类。


ERDAS Imagine (IMG)


.IMG


ERDAS Imagine IMG 文件是Hexagon Geospatial开发的专有文件格式。IMG文件通常用于栅格数据,以存储单个和多个波段的卫星数据。


IMG 文件使用一种hierarchical format (HFA) 该格式是可选的,用于存储有关文件的基本信息。例如,这可以包括文件信息,地面控制点和传感器类型。


作为IMG文件一部分的每个栅格图层均包含有关其数据值的信息。例如,这包括投影,统计,属性,金字塔以及它是连续还是离散类型的栅格。



American Standard Code for Information Interchange ASCII Grid

.ASC


ASCII 使用一组介于0到255之间的数字(包括浮点数)进行信息存储和处理。它们还包含带有一组关键字的头文件。


在本地存储格式中, ASCII 文本文件存储使用一种分隔符(逗号,空格,TAB等)格式存储GIS数据。你可以利用一个转换工具如ASCII to raster将非空间数据转换为空间数据。



GeoTIFF


.TIF

.TIFF

.OVR


已成为GIS和卫星遥感应用的行业图像标准文件。GeoTIFF可以有其它附件:

TFW存储TIFF文件所处的空间位置信息;

XML是GeoTIFF可选文件,存储元数据;

AUX存储投影和其它信息;

OVR存储影像金字塔,用于快速的访问和影像显示缩放。



IDRISI Raster

.RST

.RDC


IDRISI 将RST扩展分配给所有栅格图层。它们由数字网格单元格值组成,这些值包括整数,实数,字节和RGB24。


栅格文档文件(RDC)是RST文件的随附文本文件。他们将列和行的数量分配给RST文件。此外,它们还记录文件类型,坐标系,参考单位和位置误差。



Envi RAW Raster

.BIL

.BIP

.BSQ


Band Interleaved files 是一种存储航空和遥感单波段或多波段栅格影像的格式。


Band Interleaved for Line (BIL) 根据行存储所有的像素信息;

Band interleaved by pixel (BIP) 按像素存储;

Band sequential format (BSQ) s按波段存储。

BIL包含一个头文件(HDR),该头文件描述了图像中的列,行,带,位深度和布局的数量。



PCI Geomatics Database File (PCIDSK)

.PIX


PIX格式是由PCI Geomatics开发的一种栅格格式。这是一种灵活的文件类型,图像和辅助数据存储在一个称为“Segments”的独立文件中.例如,“Segments”可以包含投影,属性信息,元数据和图像/矢量。



Esri Grid

Grid文件是一种Esri开发的专有格式。Grid文件没有拓展名,而且是一种独一无二的可以存储属性数据的栅格文件格式,但是它只能给Integer类型的文件添加属性。


属性数据存储在value attribute tables (VAT) 中 网格中每个唯一值的一条记录,其计数表示格网网格的数量。


Esri Grid文件可以为integer(整型)和floating point(浮点型)。 土地覆盖是离散网格的示例。每个类都有一个唯一的整型格网值。高程数据是浮点型网格的示例。每个像元代表一个高程浮点值。



3
压缩栅格文件


我们通常将图像压缩分为两类——有损压缩和无损压缩。


有损压缩通过永久消除某些信息来减小文件大小。具体来说,它消除了冗余信息,即使用户可能没有注意到它。例如,JPEG 是一种使用有损压缩的格式。但是,无损压缩会在压缩期间保留栅格值。同时,它仍然需要减小文件大小。

ER Mapper Enhanced Compression Wavelet

.ECW


ECW 是一种压缩图像格式,通常用于航空和卫星图像。这种 GIS 文件类型以其高压缩率而闻名,同时仍保持图像中的高质量对比度。


ECW格式由ER Mapper开发,但现在归Hexagon Geospatial所有。



Joint Photographic Experts Group JPEG2000

.JP2


JPEG 2000 通常具有 JP2 文件扩展名。它们是具有最新JPG格式的小波压缩,提供了有损或无损压缩的选项。


JPEG 2000 GIS 格式需要一个提供栅格地理位置的世界定位文件。由于其有损压缩,它们是背景图像的最佳选择。JPEG 2000可以实现20:1的压缩比,类似于MrSID格式。



LizardTech Multiresolution Seamless Image Database MrSID

.SID
.SDW


LizardTech专有的MrSID格式通常用于需要压缩的正射影像。MrSID 图像具有 SID 扩展名,并附带文件扩展名为 SDW 的坐标定位文件。


MrSID 具有令人印象深刻的压缩比。彩色图像可以以超过 20:1 的比例压缩。LizardTech的GeoExpress是能够读写MrSID格式的软件包。


4
三维数据格式


OSGB

Open Scene Gragh Binary简称OSGB。它是由二进制存贮的、带有嵌入式链接纹理数据(.jpg)的OSGB格式。



OBJ

OBJ文件是Alias Wavefront公司为它的一套基于工作站的3D建模和动画软件"AdvancedVisualizer"开发的一种标准3D模型文件格式,很适合用于3D软件模型之间的互导。


三维模型的一个万能格式,大部分三维软件都支持。

一个obj文件一般包含obj,mtl,jpg三个文件。.jpg为纹理图片



3DTiles


3D Tiles是用于传输和渲染大规模3D地理空间数据的格式,例如摄影测量,3D建筑,BIM / CAD,实例化特征和点云等。与常规的模型文件格式相比,最大的特点就是包含了分层分户的瓦片,根据可视化需要呈现相应的细节,并且已经被纳入到OGC规范当中。



3DS

.3ds是3Dmax的衍生文件格式。


做完MAX的场景文件后可导出成3ds格式,可与其他建模软件兼容,也可用于渲染。


5
激光雷达文件格式

LiDAR技术的发展彻底改变了我们看待地球表面的方式。


作为点云数据,LiDAR 是具有高程值的密集坐标点网络。这些 GIS 格式需要专门的软件或扩展模块才能查看或编辑。


ASPRS LiDAR Data Exchange Format

.LAS
.LASD
.LAZ


LAS 文件格式是专门用于供应商和客户之间交换的二进制文件格式。总体而言,LAS文件维护特定于LIDAR的信息,而不会丢失信息。与 ASCII 和其他专有文件格式不同,LAS 文件可供公众使用。坐标点测量的密集网络有时非常大,以至于通常需要对其进行拆分以防止文件大小变得太大。


压缩 LAS 文件时,专门用于此的文件格式为 LAZ。您可以使用LAZ文件格式节省大量存储空间。像大多数文件压缩一样,LAZ没有信息丢失。最后,LAS 数据集 (LASD) 引用一组 LAS 文件。LASD 的目的是能够从引用的 LAS 文件中检查 3D 点云属性。通过 LAS 数据集,您可以可视化三角化表面并执行统计分析。



Point Cloud XYZ

.XYZ


XYZ文件没有存储点云数据的规范。前 3 列通常表示 X、Y 和 Z 坐标。但是没有标准规格,因此可能包括RGB,强度值和其他LiDAR值。


它们属于 ASCII 点云文件格式组,其中包括 TXT、ASC 和 PTS。 像 XYZ 这样的非二进制文件是有利的,因为它们可以在文本编辑器中打开和编辑。


6
高程文件格式
USGS DEM, Canadian CDED

.DEM


DEM 格式是由 USGS 专门开发的基于栅格的 ASCII 文件,用于捕获数字高程模型。由于 USGS 生产的大量传统高程模型,它们在行业中被广泛使用。DEM 格式是包含 3 种记录类型的单个文件。


  • 记录 A 存储 DEM 的一般特征,例如描述性名称、最小和高程最小值和最大值、范围边界和 B 记录的数量。

  • 记录 B 包含标题和高程剖面图。

  • 记录 C 存储数据的准确性,并且是可选的。



Digital Terrain Elevation Data (DTED)

.DT0
.DT1
.DT2


数字地形高程数据 (DTED) 是由国家地理空间情报局创建的标准格式。它们是一种栅格格式,由通常从飞机雷达捕获的地形高程值组成。用户定义的属性通过 TAB 文件分配。3 级分辨率包含各种单元格间距分辨率:


  • 0 级间距为 30 弧秒间距(标称 1 公里)

  • 1 级间距为 3 弧秒(约 100 米)

  • 2 级间距为 1 弧秒(约 30 米)


7
GIS软件工程文件格式

GIS工程文件用于 GIS 应用程序。通常,它们都分层存储图层,直接打开可显示数据。通常用于构建地图的符号系统、查询、标注和其他属性。


这里主要汇总的是ArcGIS与QGIS工程文件。

Map Exchange Document (MXD)

.MXD


MXD 代表 地图探索者文档。ArcGIS 使用此文件格式将地图图层存储在内容列表中。数据框中的每个图层都引用一个数据源。

地图图层以等级方式从地图布局显示。重新打开 MXD 时,将保留自上次保存以来的所有符号系统和标注



QGIS 2.X Project File

.QGS


QGS扩展名是GIS软件程序QGIS(以前称为量子GIS)的项目文件。此文件类型可以类似于.TXT或.XLS文件打开。


所有地图图层和合成器都存储在 QGS 工程文件中。它保留自上次保存以来相同的标注和地图图层。地图图层的引用指向物理数据源。


QGIS项目自动生成项目文件的备份,文件扩展名为QGS~。这些文件与项目文件存储在同一目录中。



ArcGIS Pro Project File


.APRX


ArcGIS Pro 工程文件 (APRX) 包含地图、工具箱、数据库、文件夹甚至样式。它们还可以包含与数据库、服务器和文件夹的连接。


APRX 文件是 MXD 的后继文件,MXD 等效于 Esri ArcGIS 中的工程文件。但它们与 MXD 的不同之处在于,工程可以在单个工程中具有多个地图和布局。



QGIS 3 Project File

.QGZ


QGZ 是 QGIS 3.2 及更高版本的默认项目文件。这个压缩容器存储QGS XML文件,用于存储QGIS布局,属性和图层。



Map Exchange Document Template (MXT)


.MXT


地图交换文档模板 (MXT) 是 Esri ArcGIS 的标准化布局。它们包含可在组织中重复使用的通用底图和页面布局。



MapInfo Workspace

.WOR
.MWS


映射合成文件 (.MAP) 将一组地图图层、符号系统和调色板存储在具有 MAP 扩展名的文件中。重新打开地图后,MAP 文件会根据需要重新创建地图布局以进行打印。


8
切片地图格式受服务器处理能力与网络传输带宽等因素的影响,切片格式的地图越来越流行,切片地图是一种多分辨率层次的金字塔模型,从切片金字塔的底层到顶层,分辨率越来越低,但表示的地理范围不变。Vector Tile Package


.vtpk


Esri的矢量切片(Vector Tile Package)以vtpk为文件后缀,利用协议缓冲(Protocol Buffers)技术的紧凑的二进制格式来传递信息。当渲染地图时矢量切片使用一系列储存的内部数据进行制图。


被组织到矢量切片的图层(比如道路、水、区域),都有包含几何图形和可变属性的独立要素(例如姓名、类型等等)。通俗的说,就是将矢量数据以建立金字塔的方式,像栅格切片那样分割成一个一个描述性文件,然后在前端根据显示需要按需请求不同的矢量瓦片数据进行显示。



Tile Package

.tpk


TPK是一种数据文件类型,主要是用于将切片文件打包形成离线地图包,TPK可作为切片底图被加载。



Scene Layer Package

.slpk


SLPK(Scene Layer Package)是一个将符合I3S(Indexed 3D Scene,ESRI 为3D数据推出的支持Web、移动和云端的数据标准)规范的节点信息和资源打包到一起的一个压缩包文件。目前主要支持:3D模型、集成格网、点以及点云数据。



OGC GeoPackage


GeoPackage是一种开放的、基于OGC标准的、独立于平台的、便携式的用于传输地理空间信息的压缩格式。GeoPackage统一规范在SQLite数据库中存储以下内容:矢量数据、不同比例尺的影像切片、扩展文件等。



MBTiles


MBTiles 是由MapBox公司主导的一种地图切片存储的数据规范,它使用SQLite数据库,可大大提高海量地图切片的读取速度,比通过切片文件方式的读取要快很多,适用于Android、IPhone等智能手机的离线地图存储。



MapBox Vector Tile

.mvt


MapBox 矢量切片通过Google Protocol Buffers(一种兼容多语言、多平台、易扩展的数据序列化格式)进行编码,这种格式应用于客户端或服务端高效渲染或查询要素信息。使用.mvt文件为后缀。


9
数据库文件格式

数据库是相关信息的集合,允许数据的输入、存储、输入、输出和组织。数据库管理系统 (DBMS) 充当用户与其数据库之间的接口。


空间数据库包括位置。它具有点、线和多边形等几何图形。GIS 将来自多个源的空间数据与许多不同的人相结合。数据库将用户连接到 GIS 数据库。


Esri File Geodatabase

.GDB


Esri 将文件地理数据库创建为用于存储多个属性表、矢量和栅格数据集的容器。它是个人地理数据库 (MDB) 的后继产品,Esri 建议使用文件地理数据库而不是个人地理数据库。


文件地理数据库具有结构和性能优势。它们具有快速的性能、多功能关系、兼容的栅格存储、改进的空间索引、数据压缩、可自定义的配置和 1 TB 的文件大小限制。在地理数据库中,地理数据集称为要素类。但地理数据库可以存储更复杂的数据,例如网络、栅格镶嵌和要素数据集。



Esri Personal Geodatabase

.MDB


个人地理数据库使用默认的 Microsoft Access 数据库文件扩展名 (MDB)。它们曾经是用于管理地理空间数据的最普遍的数据库类型。个人地理数据库非常有利,因为您可以管理多个属性表、矢量和栅格数据集以及创建关系类。


但它们最大的缺点是存储容量有限,只有2GB。而文件地理数据库提供 2TB 的容量。最后,只需添加几个栅格和矢量数据集,即可快速达到个人地理数据库的存储容量。



OGC GeoPackage

.GPKG


GPKG 是独立的无服务器 SQLite 数据库,可以包含矢量、切片、栅格、图层属性甚至扩展的任何内容。与具有 3 个强制文件的 shapefile 不同,这个开放标准的地理空间容器易于共享,因为它都包含在一个文件中。



Mapbox MBTiles

.MBTILES


MBTILE 用于在单个文件中存储和打包栅格或矢量地图切片集。文件格式基于 SQLite 数据库。MBTiles 唯一支持的坐标系是球面墨卡托。MBTiles文件格式专为Mapbox和其他网络/移动应用程序而设计。



SpatiaLite

.SL3
.SQLITE


SpatiaLite使用SQLite数据库引擎。但是SpatiaLite通过赋予SQLite空间功能来扩展SQLite。SpatiaLite 提供与地理数据库类似的功能,并且大致等同于 PostgreSQL + PostGIS。它们是开源和轻量级的,能够在单个文件容器中保存空间和非空间文件。



以上只是部分数据格式的汇总,也可能是你GIS职业生涯中开端的数据格式,毕竟GIS是一个多样化和扩展性的技术,从2D到3D以后的数据也会越来越丰富。


文章来源:GISGeography、CSDN
部分整理于网络由小助手整理编译(本文部分内容由谷歌翻译而成,可能有错误语句及不通顺情况,所以仅供参考学习。)

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