GIS相关数据类型简介

大场景数据

底图影像

.mbtiles

数据来源：对 GoogleMap 底图爬取 -> 带有层级目录的.png -> 通过MBUtil工具进行转换 ->发布mbtiles文件访问

地形影像

.terrain

数据来源：可以从earthdata.nasa网站下载SRTM(Shuttle Radar Topography Mission, SRTM)数据(.hgt)(30m分辨率数据) -> 使用ArcGIS对其进行合并转换（.hgt ->.tif）->通过Cesiumlab中的地形切片(.terrain) 【Cesiumlab文档】-> 通过Nginx等进行发布接口

栅格转其他格式

合并tif数据

tif从ASF Data Search直接获取然后处理成terrain（可以直接使用圈画或者上传geojson/shp来指定位置），下载的数据中dem结尾的文件名为高程数据（ALOS PALSAR 12.5m）

注意：虽然ALOS PALSAR 精度高且免费，但有有一些缺点
有的地方没有覆盖到，导致没有数据。
有的数据存在问题，比如有的河谷高程值会存在异常。
有的地方数据存在空洞
并且下载后还需要进行处理、投影转换，费时间

1686734318818

1687165074177

这里选这个进行搜索下载，就只下载高精度地形了

1686734480839

可能的高程数据格式：.asc .txt .hgt .tif .tin .dem
合并.tiff时注意像素类型的选择，如果不设置像素类型，将使用默认值 8 位，输出结果可能会不正确。
分辨率解析：0.4 弧秒（12m），1 弧秒（30m），3 弧秒（90m）

提高DEM精度的方法

该方法通过插值提高了视觉精度，但是真实数据依旧是原本的分辨率

在对dem(.tif)数据文件处理前，请务必先处理坐标系，地形应与影像的坐标系统一！！

工具：ArcGIS，FME

提高高程精度的几种方法

可以通过等高线的密集与否看出分辨率是否精细

通过平滑等高线提升数据精度

1.生成等高线

1687659141599

参数设置

等值线间距：间距数值单位为米，间距越小，精度越高，数据量越大

1687661662654

2.平滑等高线

1687665477625

参数设置

1687665532939

==注==：若数据量过大，则直接创建Terrain 数据集，因为创建TIN，会内存溢出，请直接操作第6步

3.创建TIN

1687671407106

参数设置

1687671342755

4.TIN转栅格tif

5.将tif通过cesiumlab进行地形贴片成terrain数据集

6.通过平滑后的等高线创建terrain数据集

创建要素数据集
将等高线要素添加到要素数据集当中
创建Terrain
添加Terrain金字塔等级
向Terrain添加要素类
在此输入要添加到Terrain数据集的要素类，需注意的是这些要素类必须与Terrain数据集位于同一要素数据集中，也就是操作第二步
构建Terrain（时间会很长）

查看terrain数据集，调整硬边的样式

1688089559856

导出terrain

GIS中DTM/DEM/DSM/DOM/TDOM的含义

DEM

数字高程模型（Digital Elevation Model），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，是数字地面模型(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。

1687225285467

值得注意的是，虽然通过DEM通常表现出的是地理空间的图像形态，实际上，它是一种数字阵列信息模型（x,y,z），描述地理空间中的地形高低起伏，通过表示模型和渲染后，成为人们看到的地形图。

1687225313971

DEM有三种主要的表示模型：规则格网模型，等高线模型和不规则三角网，上图为不规则三角网（TIN）表示模型

由于DEM数据能够反映一定分辨率的局部地形特征，通过其可提取各种类型的地表形态信息，可用于绘制等高线、坡度图、坡向图、立体透视图、立体景观图，并应用于制作正射影像（DOM）、立体地形模型与地图修测。所以，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。

DEM是研究分析地形、流域、地物识别的重要原始资料。

DTM

数字地面模型（Digital Terrain Model），是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示，或者说，DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。**x、y表示该点的平面坐标，z值可以表示高程、坡度、温度等信息，当z表示高程时，就是数字高程模型，即DEM。**地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

1687225491954

可以看到，DTM是一个地理坐标+多属性数字模型，通过z值的多变，可以生成不同地面数字模型，认识DTM也有助于理解DEM。

不过，无论是DTM还是DEM，都专精于地面。

DSM

数字地表模型（Digital Surface Model）是包含了地表建筑物、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有重要作用。

1687225552355

DSM表达了真实地球表面的起伏情况，让DEM的世界多了建筑物和森林等地物的身影！它表现的信息量更大，除了自然地理空间信息，还可从中直接提取社会经济信息；DSM和DTM之间的差异还可以提供非常有用的信息，例如，建筑物高度、植被冠层高度等。

1687225578892

这张图说明了DSM和DTM的区别：上为DSM关注的地表是包括了建筑、树木等地物的表面高度，而DEM和DTM关注的地面是下图中的红色线条。

注意：接下来的两个DOM/TDOM，它们的属性是影像地图，而非数字模型

DOM

数字正射影像图（Digital Orthophoto Map）是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。

1687225773824

DEM、DOM 的“M”的意义不同 (Model模型和Map地图)

比起渲染后也只能用颜色或阴影区分地形特征的DEM数字模型家族，正射影像DOM终于让人感觉“回到人间” —— 它是经过DEM高程模型几何校正、消除了地形误差的遥感影像地图，与人们感官的现实世界无异，我们现在看到的互联网卫星地图大多是正射影像产品。

1687225881693

由于DOM同时具有地图几何精度和影像特征，它也是4D基础地理信息产品模式中的重要组成部分 ，不仅可以作为实景三维城市模型的基础数据，同时也可以结合多源空间数据，提取生产数字线划图（DLG）和数字栅格地图（DRG）。

但即使DOM如此亲切自然、准确丰富，依然逃脱不了被挑毛病的命运，比如——

1687225942070

TDOM

数字真正射影像图（True Orho / True Digital Ortho Map），又叫全正射影像，是基于数字表面模型（DSM），利用数字微分纠正技术，改正原始影像的几何变形。

1687225990581 1687225997297

1687226023058

整体关系

1687226082481

小场景数据

图层

LIDAR:点云数据(.las)可使用Cesiumlab中的点云切片进行处理，结果为 3dtiles 数据

通常使用GeoServer对图层进行发布展示

可发布的文件格式为shp/geojson/tiff/netcdf/postgis数据库/KML/KMZ

关于Geoserver对tif影像发布时的优化方案：

geoserver只支持tif内建金字塔，可以使用gdal命令行对其处理

模型

glTF规范（.gltf/.glb…）

Cesium可加载，可使用obj2gltf/blender等对其他格式进行转换获得

.obj

模型通用格式，可以转成 gltf/fbx等

obj2gltf使用npm进行安装，可以将obj转换gltf进行加载

obj2gltf -i model.obj

obj2gltf -i model.obj -o model.gltf

obj2gltf -i model.obj -o model.glb

.fbx

cesium可加载，也可以通过blender/3dmax等软件进行加载

.3ds

3dmax工程文件，使用3dmax打开后导出obj进行转换（注意设置材质导出路径）

.c4d

c4d工程文件，使用c4d打开后导出obj进行转换

3dtiles(.b3dm/.s3dm/.i3dm)

三维模型数据，可使用cesiumlab对shp/osgb等数据进行转换获得
其中shp数据为建筑轮廓（面数据，需要带有高度/楼层字段）

实景三维模型（倾斜摄影）

获取方式（google map中没有大陆地区的倾斜摄影数据）见在线获取google map倾斜摄影
 香港区域的倾斜摄影(可下osgb/obj/3dtiles格式)
OSGB(常用通用格式 ) -> 3dtiles(.b3dm)

关于osgb数据的处理方式

可使用CC(contextcapture)进行查看
c++相关库osg
Cesiumlab 倾斜摄影切片功能，结果是3dtiles格式
图新地球可加载显示
超图可处理成s3bm格式，但易崩溃

3dtiles开源工具处理

osgb->3d-Tiles
shapefile->3d-Tiles
fbx->3d-Tiles
…

3dtile.exe [FLAGS] [OPTIONS] --format <FORMAT> --input <PATH> --output <DIR>
# from osgb dataset
3dtile.exe -f osgb -i E:\osgb_path -o E:\out_path
3dtile.exe -f osgb -i E:\osgb_path -o E:\out_path -c "{\"offset\": 0}"
# use pbr-texture
3dtile.exe -f osgb -i E:\osgb_path -o E:\out_path -c "{\"pbr\": true}"

# from single shp file
3dtile.exe -f shape -i E:\Data\aa.shp -o E:\Data\aa --height height

# from single osgb file to glb file
3dtile.exe -f gltf -i E:\Data\TT\001.osgb -o E:\Data\TT\001.glb

# from single obj file to glb file
3dtile.exe -f gltf -i E:\Data\TT\001.obj -o E:\Data\TT\001.glb

# convert single b3dm file to glb file
3dtile.exe -f b3dm -i E:\Data\aa.b3dm -o E:\Data\aa.glb

参数说明

-c, --config <JSON> 在命令行传入 json 配置的字符串，json 内容为选配，可部分实现

json 示例：

{
  "x": 120,
  "y": 30,
  "offset": 0 , // 模型最低面地面距离
  "max_lvl" : 20 // 处理切片模型到20级停止
}
-f, --format <FORMAT> 输入数据格式。

FORMAT 可选：osgb, shape, gltf, b3dm

osgb 为倾斜摄影格式数据, shape 为 Shapefile 面数据, gltf 为单一通用模型转gltf, b3dm 为单个3dtile二进制数据转gltf

-i, --input <PATH> 输入数据的目录，osgb数据截止到 <DIR>/Data 目录的上一级，其他格式具体到文件名。

-o, --output <DIR> 输出目录。输出的数据文件位于 <DIR>/Data 目录。

--height 高度字段。指定shapefile中的高度属性字段，此项为转换 shp 时的必须参数。

数据要求

①倾斜摄影数据
倾斜摄影数据仅支持 smart3d 格式的 osgb 组织方式：

数据目录必须有一个 “Data” 目录的总入口；
“Data” 目录同级放置一个 metadata.xml 文件用来记录模型的位置信息；
每个瓦片目录下，必须有个和目录名同名的 osgb 文件，否则无法识别根节点；
正确的目录结构示意：

- Your-data-folder
  ├ metadata.xml
  └ Data\Tile_000_000\Tile_000_000.osgb
② Shapefile
目前仅支持 Shapefile 的面数据，可用于建筑物轮廓批量生成 3D-Tiles.

Shapefile 中需要有字段来表示高度信息。

③ 通用模型转 glTF：
支持 osg、osgb、obj、fbx、3ds 等单一通用模型数据转为 gltf、glb 格式。

转出格式为 2.0 的gltf，可在以下网址验证查看： [clay-viewer](https://pissang.github.io/clay-viewer/editor/)

④ B3dm 单文件转 glb
支持将 b3dm 单个文件转成 glb 格式，便于调试程序和测试数据

可使用renderdoc进行对google map 倾斜数据的爬取，但是这种方式爬取出来的模型是一小块一小块的obj格式，可以用blender进行处理，不带有坐标系

动态

czml
- CZML是一种用来描述动态场景的JSON架构的语言，主要用于Cesium在浏览器中的展示。通过制作CZML文件，在Cesium进行数据的批量加载，省去单独循环一个一个加载对象的方式。
KML/KMZ
- cesium 支持kml的时序的显示，关联cesium的时间轴。kmz是kml的压缩模式，其中的文件包含kml及相关的png图片文件，kml是谷歌地球支持的一种格式，可以使用谷歌地球直接加载显示

多模型格式之间转换c++库（Assimp）

气象数据

常见气象数据为NetCDF/.json/.csv格式，不管是什么格式，其中包含的数据均是多维度的，例如台风，其中的数据有经纬度对应的风速，风向等

数据来源：

CRU_TS气象数据（下载的数据为nc格式）

该网页界面各个单词代表的含义如下表，如果你需要下载温度、云量、霜天数等，找到对应的数据下载

20211221214249

NCDC FTP下载（下载的数据为ISD-Lite）

气象数据按年从1942—2021打包,文件名称为“chinaisd_lite****.zip”。解压后是各个站点的全年气象数据。文件名如“508440-99999-2013”；其中，第1字段“508440”是站点ID，第3字段“2013”是年份。

数据格式ISD-Lite，是简化的ISD（Integrated Surface Data）数据。每列固定宽度，容易程序解析，也可直接当做“空格分隔的CSV”使用，也可利用Excel数据分列进行查看。具体每列的含义及数据格式见isd-lite-format.txt，有详细解释。时间是GMT时间。

ISD-Lite 产品旨在更轻松地处理更大的集成表面数据每小时数据集的子集。 ISD-Lite 包含八个以固定宽度格式表示的常见小时时间序列气候变量。提取的元素是：
气温（摄氏度10）
露点温度（摄氏度10）
海平面压力（百帕斯卡）
风向（角度）
风速（米/秒*10）
总云量（编码，见格式文档）
一小时累计液体沉淀（毫米）
六小时累积液体沉淀（毫米）

CHELSA气象数据(下载的数据为.tif格式)

CHELSA (Climatologies at high resolution for the earth’s land surface areas)高分辨率陆地表层气候学数据，分辨率30弧秒，约1km，是由瑞士联邦森林雪景观研究所（Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL）开发维护的全球降尺度气候数据。

数据命名

CHELSA数据遵循以下命名方式：

1	`CHELSA_[short_name]_[timeperiod]_[Version].tif`

short_name用来区别文件类型
timeperiod时间
Version版本

国家地球系统科学数据中心

天气数据(下载的数据为xls,csv格式)

参考资料:

【数据获取】（3）气象数据免费下载(超级好用)

国家气象科学数据中心

模型转换

大概思路：

先找可以打开这个格式的软件，一般常用的建模软件有3dmax(.3ds)/c4d(.c4d)/CAD(.DWF/.DXF)/blender(.blender)/Sketchup(.skp)…
通过这些软件去将相关模型导出通用的obj格式
再将obj格式转为想要使用的格式就好了

一些模型处理工具：

FME 可以对大多数数据，包括空间数据进行处理
fmechina csdn博客
Cesiumlab
3dtiles
obj2gltf
obj23dtiles 基于cesium官方的obj2gltf开发
fbx2gltf 可以将3dmax导出的fbx格式转为gltf; 没用过，我一般都是用blender加载后直接导出gltf
Cesium3DTilesConverter OSGB、Shp、GDB等格式转为3DTiles（基于fanvanzh/3dtiles修改，用C++和Qt重写）
3d-tiles-tools Cesium官方的转换工具glb->b3dm(需要自己写tileset.json)

Python相关数据处理

见Python 地理空间分析指南

FME相关使用手册

见FME入门

ProJ相关使用细节

见proj入门

GIS

#数据类型概览

GIS相关数据类型简介

https://hanke-janson.github.io//blog/2025/05/13/GIS相关数据类型简介/

作者

雾月山河

发布于

2025年5月14日

许可协议

BIM模型简介下一篇

GIS相关数据类型简介

GIS相关数据类型简介

大场景数据

底图影像

.mbtiles

地形影像

.terrain

提高DEM精度的方法

通过平滑等高线提升数据精度

GIS中DTM/DEM/DSM/DOM/TDOM的含义

DEM

DTM

DSM

DOM

TDOM

整体关系

小场景数据

图层

模型

气象数据

CRU_TS气象数据 （下载的数据为nc格式）

NCDC FTP下载 （下载的数据为ISD-Lite）

CHELSA气象数据(下载的数据为.tif格式)

数据命名

国家地球系统科学数据中心

天气数据(下载的数据为xls,csv格式)

模型转换

Python相关数据处理

FME相关使用手册

ProJ相关使用细节

CRU_TS气象数据（下载的数据为nc格式）

NCDC FTP下载（下载的数据为ISD-Lite）