GIS数据获取与导入

坐标系知识：

地理坐标系与投影坐标系

什么是地理坐标系？

地理坐标：用经纬度来描述（ 经纬度：120.21551 , 30.25308 经度：120.21551，维度：30.25308 ）

1. 是立体的球形；将地球抽象成一个规则的逼近原始自然地球表面的椭球体
2. 定位精确，GPS定位是用地理坐标
3. WGS84是地理坐标系
4. 水平线是纬度线（赤道）；垂直线是经度线（本初子午线）
5. 本初子午线：地球仪上，连接南北两极的线，又叫0度经线
6. 必应地图：采用WGS-84坐标系
7. 地理坐标系：经度和纬度都是以度为单位表示的
8. 地理坐标系：用于全球性的地图制作、导航、航海、GPS定位等应用。

什么是投影坐标系？

1. 是一个平面；地球抽象后，投射在平面上的结果
2. 测绘方便，可用其直接量测面积、长度
3. 投影坐标系的坐标单位：以米、千米、英尺表示。
4. 投影坐标系：用于局部或者区域性的地图制作、地图分析、测量等应用。

国内主流的三种坐标系

国内主流的三种坐标系：地球坐标系，火星坐标系和百度坐标系。

• 地心坐标系：WGS84坐标系。 国际上通用的坐标系，比如GPS芯片或者我国的北斗芯片，必应地图。
• 地心坐标系：CGCS-2000 “天地图用的是CGCS-2000坐标系,与WGS84坐标系都是地心坐标系,相差不大。
• 火星坐标系：GCJ02坐标系。 经WGS84加密之后的坐标系。国内大部分导航系统采用的坐标系都是GCj02坐标系或者在GCJ02基础上修改而来。
• 百度坐标系：BD09坐标系。GCJ02加密后的坐标系。

全球坐标系总结

GIS数据获取：

卫星影像获取

1. QGIS插件(QuickMapServices)获取卫星影像底图
2. QGIS插件(TianDiTu Tools)获取天地图卫星影像底图
3. 水经注

DEM高程获取

地理空间数据云

建筑矢量shp数据

方法1 水经注

水经注下载

方法2 图片栅格矢量化 相关视频

图片栅格矢量化处理，获取建筑数据，但无层数

在QGIS里面使用天地图，项目->导出->导出为图片，点击在画布中绘制，调整分辨率，取消勾选绘制活动装饰、绘制注记。保存为TIFF文件。

使用R2V软件，软件使用兼容性模式运行，图像->转换->灰度，图像->设置图像阈值。

矢量->自动矢量化，源图像设置CAD图形，提取线段为边界线。

矢量->平滑线段，平滑阈值3。

文件->输出矢量->DXF文件或SHP文件。

使用CAD进行后处理操作。

使用QGIS进行后处理操作。

矢量->几何图形工具->线转多边形，

在属性表->字段计算器中，新建一个字段

在选择工具栏，使用按值选择要素

方法3 阿里云AI提取

使用 AIE-SEG万物提取v2.0 体验版 https://engine-aiearth.aliyun.com/#/app/aie-seg

方法4 直接下载建筑物轮廓数据

OSM道路数据

OpenStreetMap下载 https://www.openstreetmap.org/export

如果限制5万个节点，可以用德国镜像Overpass API下载

下载整个中国的数据，用Geofabrik下载

天地图获取交通路网、水系、湖泊

天地图官网 http://lbs.tianditu.gov.cn/data/dataapi.html

在QGIS中新建WMS连接，利用QGIS获取天地图行政区、水系、交通、居民地等矢量数据

天地图交通、水系下等图层类型总结

POI数据获取

方法1 规划云

http://guihuayun.com/poi/

导入QGIS如果乱码选择GB2312编码或UTF-8

方法2 百度高德

使用百度高德API批量获取POI数据

行政区域下载

规划云 http://www.guihuayun.com/maps/region.php

阿里云DataV https://datav.aliyun.com/portal/school/atlas/area_selector

易知微地图 https://map.easyv.cloud/

水经注万能地图下载器 【付费】

GIS数据处理

卫星影像-处理与应用

下载卫星影像

卫星影像坐标系检查与重投影

略

裁剪卫星影像，与DEM高程尺寸一致

略

DEM高程数据-处理与应用

DEM高程数据下载

1. 地理空间数据云：https://www.gscloud.cn/search

2. 12.5米数据高程获取：传送门——ASF Data Search (alaska.edu)，注意Dataset选择ALOS AVNIR-2即可，如下图所示。

导入QGIS拼合栅格、检查坐标系

栅格 > 杂项 > 合并 > 全选 > 运行

裁剪DEM高程，与卫星影像尺寸一致

栅格 > 提取 >按掩膜图层裁减栅格

导出渲染图像，格式为GeoTIFF（原始图像：保留了原始数据信息 ；渲染图像：渲染成图像，3D软件中需要这种）

调整DEM高程，保持城市地形平整

调整对比度，>然后导入CityEngine看效果

建筑数据-处理与应用

建筑shp数据下载

方法一：水经注下载器

方法二：图片栅格矢量化处理，获取建筑数据，但无层数 教程

路径1：规划云下载建筑图片 教程 3:05

1. 规划云下载建筑图片：http://guihuayun.com/

   

2. 使用R2V软件，自动矢量化处理

路径2：利用QGIS获取天地图地图 教程 5:06

1. QGIS中获取天地图，并导出天地图图片
2. 使用R2V软件 > 转换成灰度 > 设置图像阀值 > 自动矢量化处

导入QGIS，检查数据源编码、坐标系

1. 打开属性表 > 查看矢量数据是否正常？出现乱码，需要修改编码

2. 右键图层 > 打开图层属性 >
   源 > 修改数据源编码（UTF-8或者GB2312）

裁剪所需部分的建筑数据

面性选中删除

1. 右键 >> 打开选择工具栏
   1. 
2. 删除图层中的数据信息
   1. 

顶点选中删除

1. 切换为顶点编辑模式 >> 选中顶点删除
   1. 

保留部分区域

1. 新建临时图层：图层 > 创建图层 > 新建临时图层

   

2. 在临时图层 > 选择绘制多边形 > 绘制多边形

   

3. 选择裁剪方式：矢量 > 地理处理工具 > 裁剪

   

4. 输入层选择“新建临时图层”，叠加层选择“要被裁减的图层”

   

   

建筑shp数据融合与拆分、按筛选条件删除并导出

1. 发现一个完整的部件建筑被分成多块，需要合并

   

2. 融合 > 按高度融合 > 融合完成

   

   

   

3. 再将融合到一起的部件，拆分成单部件: 矢量 > 几何图形工具 > 多部件转单部件（优化后减少了2万个对象）

   

   

4. 清除小于120平方米的无效对象：打开属性表 > 进入编辑模式 > 字段计算器 > 添加字段 > 选择函数area

   

   

5. 按值选择要素 > 筛选出小于120平方米的无效对象 > 删除 > 导出

   

   

   

道路数据-处理与应用

OSM数据

1. Openstreetmap下载：https://www.openstreetmap.org/export#map=15/30.0753/119.9078
2. 导入QGIS中，主要使用OSM文件中的道路、水系

检查道路矢量数据源编码

1. 打开属性表 > 查看矢量数据是否正常？出现乱码，需要修改编码

道路要素信息查看

1. 查看单要素数据信息
2. 查看图层所有要素信息

重要道路筛选与提取

1. 按值选择要素
2. 再此选中的基础之上，取消选择“secondary”数据
3. 删除选中

规整零碎的道路线段

方法一：将相同道路名称的路段，融合到一起

方法二：逐一选择零碎的要素 > 点击合并选中要素

方法三：手动绘制

在QGIS中处理成符合CityEngine程序化建模规则的道路线段

1. 全选. > 多部件转单部件. >

   

2. 工程 > 捕捉选线 > 开启顶点、线段、线段中心、线端点捕捉 > 选择“添加线要素”，选择线段一个端点，继续画延长线（开启后，后续画线就会自动吸附）

   

3. 选择“添加线要素” > 选择线段一个端点，继续画延长线 > 右键确定

4. 选择2条以上，要合并的线段 > 点击“合并所选要素” > 选择一列要保留的数据 > 取所选要素的属性 > OK

   

   

5. 将道路处理成单线的，两条并列路线，取路段名多，路线保持在卫星图道路中间的一条

6. QGIS处理时，节点要少、避免节点与节点间密集;

7. 十字路口出上下左右尽可能不要有节点，否则在CityEngine会出红线报错

导入CityEngine自动程序化生成道路

1. 将处理好的道路shp文件，导入CityEngine

   

2. 将“古月设计街道规则”赋予给道路 > 将街道与地形对齐

   

3. 选择对象，全选道路

   

4. 红框出代表：道路的交汇处（十字路口、三岔路口等）、道路、人行道（马路牙子）、建筑区块

   

5. 分别为四部分赋予初始规则

   

6. 设置节点初始规则：Crossing(十字路口)、Junction（交叉路口）、Freeway（高速公路）、Roundabout（环岛）

   

7. 设置线段初始规则：Street > 配置线段参数（中间车道的宽度在此处设置）

   

8. 设置人行道初始规则：Sidewalk(人行道) > 配置人行道参数（马路牙子的左右宽度在此处设置）

   

9. 配置完规则，发现都是禁用状态，莫慌

   

10. 点击其他图层，取消选择> 再全选道路，即可配置参数

    

在CityEngine精细化调整道路

1. 参照街道卫星影像实际路宽，调整道路宽度、道路的类别（一级道路、高架桥、地铁等）
2. 街道对齐地形，偏移0.1，避免穿模
   
3. 全选时中心
   
4. 建筑：-784736.817 -10.877 3330806.683
5. 道路：-784286.046 -0.100 3327973.967
6. 地形：-783794.198 -100.000 3330405.855
7. 单独导出一个图层，想要与之前导入UE5中的图层吻合，需要确保导出时全局偏移中心保持一致
   

导出FBX格式的道路+地形底图，导入C4D进行模型优化

略

通过Datamith导入UE5中，手动与建筑+卫星底图对齐

之所以单独导出道路，是因为需要控制路灯

水系湖泊-处理与应用

略

CityEngine规则程序建模

软件入门

软件介绍

1. 软件特点

2. 所支持的格式

3. CityEngine WebScene格式：可导出3ws文件 > 将文件上传到网站https://www.3ws.com.cn/#elf_l1_Lw中 > 将链接发给客户观看

创建CityEngine工程

1. 创建一个工程

2. 新建场景：在scenes（场景）文件夹中，创建一个场景

认识工程中各个文件夹的作用：工程包含场景

图形：针对街道、路网；形状：针对建筑、区块

快捷键

Alt+鼠标左键：旋转
Alt+鼠标中键：平移
Alt+鼠标右键：缩放（前后推)
鼠标左键：选择
Shift+鼠标左键：加选
Ctrl+鼠标左键：减选

Q：切换选择状态/退出（画线、画面、平移等）
W：移动
E：缩放
R：旋转
S：创建面状数据
G：创建矢量线数据（道路）
X:左视图/右视图之间切换
Y:顶视图/底视图之间切换
Z:前视图/后视图之间切换

Shift+Ctrl+鼠标左键：从己选择项中去除
A：全局显示
D,D:关闭/显示模型信息（对象、面数）
D,N:关闭/显示空间参考（位置）信息
D,G:关闭/显示网格
D,A:关闭/显示坐标轴
D,C:关闭/显示指北针
F:缩放到选择项
I:显示/隐藏未选定对象
L:关闭/显示灯光
P:在远景与当前视图快速切换
H:重置相机视图（到默认）
【NUMPAD】:快速定位到相应书签指定的位置（小键盘上的数字键）
CTRL+【NUMPAD】:保存当前视图为书签且其快捷键为当前数字（小键盘上的数字键）。
CTRL+A：全选
4：线框模式
5：阴影模式
6：贴图模式
7：开启/关闭线框加粗
F9：显示/隐藏底图图层
F10：显示/隐藏地图数据
F11：显示/隐藏形状数据
F12：显示/隐藏模型

查看当前场景坐标系

1.7. 建筑对齐地形

1.8. 导入规则库

1. 将工程文件夹导入
   
2. 选择规则文件
   

导入GIS地理空间数据

1. 卫星底图和DEM高程数据导入
2. 建筑导入
3. 路网分级导入
4. 水系湖泊导入

建筑自动化程序建模