GIS中的矢量数据、栅格数据

GIS中的数据分为：

1.矢量数据
2.栅格数据

参考【Types of GIS Data Explored: Vector and Raster】

GIS数据与普通数据的最主要差别是包含了空间位置信息数据。

GIS数据内部可分为两类：以矢量和栅格形式（包括图像）表示的空间数据，以及以表格格式表示的属性表。
在空间数据内，GIS数据可以进一步分为两种不同类型：矢量和栅格。

矢量数据-Vector Data

矢量数据分为三种基本类型：点，线（或弧）和多边形数据。在基本类型基础上有符合对象，如多点、多线或者多面及点线面混合的复合对象。

点数据-Point

点数据最常用于表示不相邻的特征并表示离散的数据点。 点的大小为零，因此无法使用此数据集测量长度或面积。 比如学校，景点，井盖。 点要素还用于表示抽象点。 例如，点位置可以代表城市位置或地名。

线数据-Line

线（或弧）数据用于表示线性特征。 常见的比如河流，道路和街道。 线要素具有起点和终点。 常见的例子是道路中心线和河流的表达。 线型（实线与虚线）和使用颜色和线粗的组合是最常用于区分弧形特征的符号系统。

面数据-Polygon

多边形用于表示区域，例如行政区划，湖泊或森林。 多边形可用于测量地理要素的面积和周长。

线和点要素数据都以较小的比例表示多边形数据。 通过简化数据位置来帮助减少复杂性。

随着比例尺的放大功能精细化需求，代表学校位置的点由一系列显示校园实际位置的建筑覆盖图更为真实地表示。

街道中心线文件的线要素仅代表街道的物理位置。 如果需要更高程度的空间分辨率，则将使用街道路面显示道路的宽度以及其他特征，例如车道数和道路通行权或人行道。

复杂矢量数据类型

比如在PostGIS中除了Point,Line,Polygon对象，还有MULTIPOINT,MULTILINESTRING, MULTIPOLYGON，GEOMETRYCOLLECTION, MULTICURVE, POLYHEDRALSURFACE等对象。

栅格数据-Raster Data

栅格数据类别包括航空和卫星图像。
栅格数据有两种类型：连续和离散。
离散栅格数据如种群密度。 连续的数据如是温度和海拔高度。 栅格数据集也有三种类型：专题数据，光谱数据和影响数据（图像）。

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矢量和栅格的区别

同一个地物通常可以用栅格表示，也可以用矢量表示。

栅格图像可以在单个图像中显示多种颜色，并可以进行更精确的颜色编辑。 它们以更高的分辨率在阴影和光线方面展现出细微的差别。

但是，栅格文件特别是高分辨率文件非常大。 栅格的可伸缩性也受到限制。矢量图像是可伸缩的。 但是，矢量图像不能以自然的方式显示照片。

矢量数据的优缺点：

• 优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；
• 缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。

栅格数据的优缺点：

• 优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；
• 缺点为数据量大，投影转换比较复杂。

两者比较：

栅格数据操作总的来说容易实现，矢量数据操作则比较复杂；

栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似，对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据；在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效，而且易于遥感相结合，易于信息共享；矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效，网络信息只有用矢量才能完全描述，而且精度较高。对于地理信息系统软件来说，两者共存，各自发挥优势是十分有效的。

常见栅格格式和矢量格式

栅格格式

栅格或影像数据格式 :
PNG:Single file—extension *.png
JPEG2000:Single file—extension *.jp2, *.j2c, *.j2k, or *.jpx
JFIF:Single file—extension *.jpg, *.jpeg, *.jpc, or *.jpe
World file—extension *.jgw
MrSID:ingle file—extension *.sid
World file—extension *.sdw
netCDF
DRG
ADRG:Multiple files
Data file—extension *.img or *.ovr
Legend file—extension *.lgg
ECRG
CADRG
RPF
Binary file:Single file—extension *.bt
Projection file—extension *.prj
BIP,BIL,BSQ:Data file—extension *.bil, *.bip, or *.bsq
Header file—extension *.hdr
Color map file—extension *.clr
Statistics file—extension *.stx
ECW:Single file—extension *.ecw
NDF:Directory—extension *.sdf
VRT:Single file—extension *.vrt
TIFF:Single file — possible file extensions *.tif, *.tiff, and *.tff
World file — extension *.tfw
GeoTIFF
GIF:Single file—extension *.gif
World file—extension *.gfw
DEM
RS Landsat
ArcInfo Grid
POLSAR:Multiple files with an L, C, or P in the file name followed by .dat. For example: mission_l.dat (L-Band) and mission_c.dat (C-Band).
BMP:Single file—extension *.bmp
World file—extension *.bpw
BSB:Multiple files—extensions *.bsb, *.cap, and *.kap
CIB
DIGEST:Multiple files
Main raster image—extension *.img
General information file—extension *.gen
Georeference file—extension *.ger
Source file—extension *.sou
Quality file—extension *.qal
Transmission header file—extension *.thf
gdb
ENVI Header file—extension *.hdr
Multiple data files—extension *.raw, *.img, *.dat, *.bsq, etc.
.grd
.grb
HDF:Single file—extension *.h4 or *.hdf
.hgt
HRE:Multiple files
Raw image—extension .hr
Metadata—extension *.xml
.cub
.hgt
Terragen terrain:Single file—possible file extensions *.ter, *.terrain
.map

矢量格式

Shapefiles:.shp,.shx,.dbf,.prj ,.xml,.sbn,.sbx,.cpg
ArcInfo Coverage
E00
DLG
GeoJSON
DXF
KML
TIGER
VPF
TIN
GML
SpatiaLite
OSM
SVG
NTF
SOSI
TAB
以及各种数据库引擎

其中Shapefile组成：

• shp 存储空间信息
• shx 形状位置索引
• dbf 属性数据存储
• prj 坐标数据
• xml 关联元数据存储
• sbn 索引文件，与sbx一起保存
• sbx 索引文件，与sbn一起保存
• cpg 指定编码格式