12 个免费 GIS 数据源介绍：最佳全球栅格和矢量数据集

Posted 2023-04-08 地理探险家

我们生活在当今的信息时代，每天都被大量的信息包围，就免费的 GIS 数据源而言，它的信息似乎是永无止境的。机器学习、人工智能、区块链、预测分析，所有令人惊叹的技术都将革新商业和社会的发展。但如果没有数据的话，这些技术将一无是处。本文将介绍12个免费 GIS 数据源-最佳全球栅格和矢量数据集，希望对大家的工作有所帮助。

1.Esri 开放数据中心

Esri 开放数据中心 （Esri Open Data Hub）将成为免费 GIS 数据的隐藏金矿。截止2020年，它容纳了来自全球5，000多个组织的250，000多个开放数据集。通过使用范围和表对地图进行预览和搜索比较方便，或者可以按主题或位置进行搜索，并下载多种 GIS 格式的数据。对于 GIS 数据而言，没有什么比 Esri 开放数据中心更全面。

优点

• 截至 2020 年，它拥有来自全球 5,000 多个组织的 250,000 多个开放数据集。
• 由世界上最大的商业 GIS 组织进行管理。

数据类型

• 下载格式为电子表格、KML 和 Shapefile。
• API 是 OGC WMS、GeoJSON 和 GeoService。

2.自然地球数据

自然地球数据（Natural Earth Data）最能满足制图师的需求，它提供了全球范围内的矢量和影像数据。总体来说，所有关键的文化和物理矢量 GIS 数据集都在全球范围内方便您使用，栅格数据集还为地图提供美丽的山体阴影浮雕等功能。自然地球数据最大的优势是它的公共领域，这意味着我们有权以任何方式使用、修改和传播数据，更多详情请参阅 自然地球数据。

优点

• 在公共领域下载全球免费 GIS 数据。
• 得到北美制图信息协会 (NACIS) 的大力支持。

数据类型

• 文化、物理和栅格（底图）数据。
• 快速入门工具包（MXD 和QGS 文件），包含所有必要的风格化图层。

3.USGS 地球探测器

USGS 地球探测器（USGS Earth Explorer）是 最大的免费数据来源之一，其友好的用户界面使访问遥感数据变得更加简单，如需要下载多个数据集，它还有批量下载应用程序的功能。USGS 地球探测器也提供了一些额外的功能，如 按时间顺序下载数据，指定范围较广的搜索条件以及 从一长串卫星和航拍图像中进行选择。它也是探索最大的遥感卫星数据库之一。

优点

• 卫星图像遍布全球，而不仅限于美国。
• 最先进的用户界面带有易于使用的过滤器。

数据类型

• Landsat、Sentinel-2 和土地覆盖。
• 数字高程模型，例如 NASA 的 ASTER 和 SRTM。

4.OpenStreetMap

OpenStreetMap 是 一款由网络大众共同打造的免费开源、可编辑的地图服务，通过利用公众集体的力量来改善地图相关的地理数据，它是非营利性的，可以将数据回馈给社区并重新用于其它的产品与服务，而其他地图则是将大多数的地图数据出售给第三方。OpenStreetMap 的地图由用户根据手提 GPS 装置、航空摄影照片和其他内容绘制，网站里的地图图像及向量数据皆以共享创意姓名标示。

优点

• 高度详细的免费 GIS 数据，具有不同程度的准确性和完整性。

数据类型

• 高空间分辨率的文化矢量数据，例如建筑物、道路和航道等。

5.NASA 的社会经济数据和应用中心 (SEDAC)

NASA 的 社会经济数据和应用中心 (SEDAC) 展 示了人类与环境之间的互动。SEDAC 拥有各种全球免费 GIS 数据资源，例如，该旗舰数据来自于其网格化的世界人口情况，其中引文超过800篇，包括人口特征，如年龄、教育和密度等方面，全球城市和当地人口的范围均来自于夜间照明条件。

优点

• 旗舰数据来自于是其网格化的世界人口情况。
• 全球社会经济数据来自 15 个不同的主题。

数据类型

• 社会经济数据包括一系列主题，例如农业、气候和健康等。

6.Open Topography

Open Topography 为高空间分辨率地形数据和工具提供了一个门户，尤其是它收藏了激光雷达数据，这是当今稀有而宝贵的资源。目前，Open Topography 已经收集了300 个高分辨率数据集，其中大多数是点云，但有些仅以光栅格式提供，根据其数据地图显示，最可用的数据来自于美国，不过欧洲、亚洲和澳大利亚也提供相关的数据。

优点

• 选择地区即可搜索到可用的激光雷达数据。

数据类型

• 激光雷达（90% 在美国、加拿大、澳大利亚、巴西、海地、墨西哥和波多黎各）。
• 如果激光雷达不可用，则可以下载简略的全局 DEM 数据。

7.UNEP 环境数据浏览器

联合国环境规划署（UNEP） 是 联合国数据的权威来源。例如，它包含500多个变量，如淡水、气候和健康等。有时浏览 GIS 数据确实有些困难，因为界面需要一段时间才能适应，单击 “高级”，则可以筛选 “地理空间数据集”。

优点

• 各种主题的空间和非空间数据。
• 动态显示地图、图表和表格。

数据类型

• 主题包括空间和非空间数据的人口、森林、排放、灾害和 GDP 等。

8.NASA 地球观测 (NEO)

想象一下，如果我们每天都能看到地球气候和环境条件的快照，那么将是什么样的情景呢？NASA 地球观测（NEO） 就像是世界的实时气候快照。NEO 专注于5个主题，拥有50多个全球数据集，其中大部分都与气候有关。例如数据范围从气溶胶、叶绿素到海面温度，所有这些都是免费的 GIS 数据集，都能够以 JPEG、GeoTIFF 和 Google Earth 的格式进行下载。

优点

• 不断更新，确保及时获取全球气候信息。
• 可访问多种 GIS 格式。

数据类型

• 所有栅格网格都是大气、能源、土地、生命和海洋 GIS 数据。

9. 哨兵卫星数据

Sentinel-2 是免费向公众提供的最高分辨率卫星图像，其接口是 Copernicus Open Access Hub。首先需要注册才能创建帐户，当时这也是很值得花时间来注册的，接下来，通过右键单击地图选择您感兴趣的区域，再选择要下载的 S2A 或 S2B 产品进行下载。

优点

• 10 米分辨率的卫星数据触手可及。
• Sentinel 2 数据有 11 个光谱带，包括红色、绿色、蓝色和近红外等。

数据类型

• 栅格数据来自 Sentinel-2 的 11 个通道，Sentinel-1 的合成孔径雷达。

10.Terra Populus

Terra Populus（简称 TerraPop）整 合了来自全球160多个国家的人口普查数据，事实上，80多个国家的家庭和汇总数据就长达60年。它的独特之处在于如何探索时间和空间变化，每个人都可以访问地理空间的人际环境系统变化，而不仅仅适用于研究人员。TerraPop 还包括基本土地覆被，土地利用和气候数据。它得到了美国国家科学基金会和明尼苏达大学的支持，现在仍在不断更新中。

优点

• 用户友好的界面与定制的时间数据交付。

数据类型

• 描述土地覆盖、土地利用和气候的微观和环境数据。

11.粮农组织地理网络

粮农组织地理网络 是 联合国免费 GIS 数据的另一个门户。地理网络的重点是改善全球可持续发展，例如，全球农业、粮食安全和渔业是其一些关键的免费 G​​IS 数据。

优点

• 搜索范围较广的类别并按国家进行筛选。

数据类型

• 农业、渔业、土地资源 GIS 数据。

12.ISCGM 全球地图

非常可惜的是，全球测绘国际指导委员会 (ISCGM) 门户网站已不复存在，但这并不意味着数据永远消失了，ISCGM 已将其数据存档到 Global Map Github 中。

全球地图（Global Map）的免费 GIS 数据仍然具有强大的印象力，例如，全球土地覆盖和树木覆盖百分比是这里的两个关键数据集，但这还不是全部，还有文化和自然矢量数据集。

优点

• 通过选择地图图块下载全球土地覆盖和树木保护资源。

数据类型

• 数据类型包括边界、排水、交通、人口中心、海拔、土地覆盖、土地利用和植被等。

GIS栅格数据集学习

打开一个示例工作空间；

看一下其中包含一个栅格类型的数据集；图标为纵横线格子的这个，Precipitation；

此数据集显示为如下；

 

我不知这图是怎么来的；应该不是遥感的；这是年平均的降水量分布，

栅格数据的来源通常有四种方式：
遥感数据：通过遥感手段获得的数字图像，
图片扫描：通过扫描仪对地图进行扫描，转化为栅格形式的数据;
矢量数据转换：通过矢量数据栅格化技术和插值分析，将矢量数据转换为栅格数据;
手工方法获取：是指在专题图上均匀地划分网格，逐个确定网格的属性值，最终形成栅格数据文件;

    这里可能是第四种；

看一下它的属性；

 

像素格式，大体是指计算机存储颜色的位数，这里是32位；

分辨率；

    在栅格和影像数据中，常涉及到四种类型分辨率：空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率；
    空间分辨率：空间分辨率也称为像元大小，是单个像元所表示的地面上覆盖的区域的尺寸，单位为米或千米；
    时间分辨率：是指同一区域进行相邻的两次遥感观测的最小时间间隔；
    光谱分辨率：是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高；
    辐射分辨：是指传感器能分辨的目标反射或辐射的电磁辐射强度的最小变化量；
    这里是空间分辨率，单位应该是千米；

    像元小，则影像的空间分辨率高，才能获取地物的详细信息；像元大，则影像分辨率底，像元中包含的信息量少，可以提高计算机存储和分析的执行效率；

行数和列数

    这是指的包含多少个栅格；

像元值
    在栅格数据集中，每个像元（像素）都具有一个属性值，而像元都具有一定的空间分辨率，即对应着地表的一定范围的区域，因而像元值代表的是像元所覆盖的区域的占主导的要素或现象。可以是反射率、坡度、坡向、流域属性、降水量、温度、污染物浓度、距离等数量值。像元值可以是整数，也可以是浮点数。

    每个栅格有值，然后就有最大值和最小值；

右键数据集 - 统计栅格值，看到一个表，最小值、最大值就在这表里，

 

 

看一下另一个示例栅格数据集；

 

显示为如下；

 

这个比较简单；

 

    分辨率非常低；每一个栅格很大；栅格的数量非常少；只有26行、27列；

    统计栅格值只有这么多；第三列是指值等于这个值的栅格的数量；

 

 影像金字塔
    影像金字塔是栅格数据集的简化的分辨率（Reduced Resolution）图像的集合；为减小影像的传输数据量和优化显示性能，有时需要为影像建立影像金字塔；
    影像金字塔是按照一定规则生成的一系列分辨率由细到粗的图像的集合；
    为影像建立了影像金字塔之后，以后每次浏览该影像时，系统都会获取其影像金字塔来显示数据，当您将影像放大或缩小时，系统会自动基于用户的显示比例尺选择最合适的金字塔等级来显示该影像；

    操作比较简单，右键数据集，创建或删除即可；

菜单里有个栅格查询；

点了以后如下，

 

 

只是显示每个点的坐标；

栅格数据集右键没有浏览属性表选项；