[场景1] 地理数据的获取
数字化设计面临的第一个挑战是如何获得场地数据。
在实际工作中，甲方一般会提供场地的现状的autoCAD图纸，包含场地的地形、水文、现状道路和建筑或上位规划等信息。但这些图纸信息常常不够全面。特别在设计竞赛或研究项目中，我们经常需要自己获取数据。
以下列举了一些可以在网络上免费获取的数据。绝大多数多数情况下，免费的栅格数据分辨率为30m，也就是说一个栅格像元代表现实中30m * 30m范围的地块。这一精度使这些数据无法用于小尺度的设计，只能用于较大尺度的规划、设计或研究。
这些数据在本教程后续场景中会用到，其使用和处理方法请见后续场景。
1. 卫星遥感数据
可以理解为包含多个波段的谷歌地图，即卫星将接收到的地表反射光线的分不同波段分别成图。由于不同地物的反射的波段不同，可通过特定波段的组合将不同地物区分开来。
地理空间数据云：http://www.gscloud.cn/
美国地质勘探局（UGSG）：https://earthexplorer.usgs.gov/
2. 高程数据
DEM（Digital Elevation Model），带有高程值的栅格图像。
地理空间数据云：http://www.gscloud.cn/
美国地质勘探局（UGSG）：https://earthexplorer.usgs.gov/
3. 土地利用类型
数据共享服务系统：http://data.casearth.cn/，搜索“2020年全球30米精细地表覆盖产品”。
4. 街道、建筑、河流、边界、设施等要素
osm（Open Street Map）数据。
Open Street Map: https://www.openstreetmap.org/
bbbike: https://extract.bbbike.org/
QGIS: https://www.qgis.org/en/site/
1. 卫星遥感数据（Landsat 8）
↓ 打开地理空间数据云主页（http://www.gscloud.cn/）
↓ 通过选择以下4项来检索所需的数据
↓ 1 选择数据集：选择Landsat 8 OLI_TIRS卫星数字产品。Landsat 8 是卫星的名字，是这些选项中发射最晚的，也是数据最新最好的。
↓ 2 选择空间位置：依次在下拉菜单中选“行政区” – “广东省” – “广州市” – “白云区”，定位到场地所在的大致范围。
↓ 3 选择时间范围：原则上，时间越近的数据当然越好，但由于较新的数据可能较少，或不一定能检索到质量较高的数据，所以可适当放宽要求。这里我们选2019-01-01之后的数据。
↓ 4 仅检索可下载数据：如果选择“有”，则仅显示可免费下载的检索结果。
↓ 点击“检索”后，可以看到满足条件的数据有11条。我们需要从中选择最好的一个下载，选择的标准大致有两个
较新的
云量（cloudcover）较小的
点击记录右边的 “ i ” 图标可以查看数据详细信息。下面为点击1处和2处的信息对比，不难发现1优于2。经过几次比较，我们可以确定上面列表中第4条是最合适的，点击3处即可下载（下载时会提示登录，第一次使用需注册账户，注册是免费的）。
2. 高程数据（DEM）
同样的方法可以下载DEM高程数据。可以看到，该网站提供了两种30m分辨率的数据。对于一般的规划设计来说，选择任意一个都可以，这里我们选ASTER GDEM 30M。
3. 土地利用数据（地表覆盖）
打开数据共享服务系统主语（http://data.casearth.cn/），搜索“2020年全球30米精细地表覆盖产品”
点进网页后，可以看到网页中下部有一个表格
1. 前两个文件是产品说明的中英文版本，详细介绍了数据的精度和分类体系
2. 从第三个开始为5° * 5°范围的全球地表覆盖数据（以经纬度为名称索引）。由于我们需要广州的数据，所以要根据广州的经纬度坐标查找相应的数据。广州的坐标大约为113E，22N，因此需要翻页找到E110N25这条数据，点击右边的下载。
4.街道、建筑、河流、边界、设施等要素（OSM）
打开Open Street Map官网（https://www.openstreetmap.org/）。
在搜索框中搜索或直接缩放到需要的范围都点击网页坐上部的导出
点击左侧边栏上的手动选择不同的区域，将出现的方框调整到下图所示的范围（也可手动输入下图左侧边栏上的上下左右经纬度）
点击导出，即可下载框选范围的数据
然而，此时出现了一个网页，上面只有一行信息：
You requested too many nodes (limit is 50000). Either request a smaller area, or use planet.osm
也就是说，Open Street Map 对于单次下载的数据量有一定限制，如果框选范围太大，就无法下载。
遇到这种情况不必担心，有两种方法可以下载较大范围的osm数据
1 使用QGIS
QGIS是一款开源的GIS软件，可在官网上免费下载（https://www.qgis.org/en/site/），安装也十分简单。与ArcGIS类似，但QGIS更为轻便，且有着更丰富的插件，其中一些插件与osm有很好的衔接。一个更大的优点是，QGIS可以直接打开Open Street Map下载的.osm格式文件，并将其导出为包括ArcGIS的shapefile在内的多种格式（参见ArcGIS的文件格式）。我一般只用QGIS的Open Street Map下载和导出功能，其他功能目前似乎还是ArcGIS更好一些。
对于QGIS 3以上的版本，下载osm需要安装一个OSMDownloader插件。插件的安装十分简单。首先在菜单栏Plugins中找到Mange and Install Plugins…
在搜索栏中搜索osmdownloader，点击Install Plugin
完成后，上方工具栏会多出一个下面这样的按钮。先点这个按钮。
然后在空白处随便框选一个矩形范围
松开鼠标后会弹出一个对话框
在这个对话框中手动输入之前在open street map网站上框选并试图下载的范围，指定保存位置。如果勾选Load layer after download，下载后会将数据直接加载到QGIS中。
点击OK，即可开始下载，此时QGIS界面上会出现一个下载进度条。这一过程可能需要一点时间，根据网络状况和框选范围数据量不同。
下载完成为会出现成功提示，此时文件夹中出现了一个baiyunshan.osm文件，文件大小约170M，可见数据量还是比较大的。
osm格式文件直接打开的话类似于一个记事本文件，记录了大量节点信息。如前所述，ArcGIS无法直接打开osm格式文件，而QGIS可以。
我们直接将该文件拖入QGIS，会弹出一个窗口
在保持全选的情况下点击OK。此时左侧Layers中会出现加载的数据图层。可以看到，osm数据是按点（points）、线（lines）、面（multipolygons）和一个多行字符（multilinestrings）分的图层。但现在窗口仍是一片空白，这是因为这些数据的坐标离远点太远。
要想显示到数据的坐标范围，可以这样操作。在Layers中任意一个图层名称处右键，选择Open Attribute Table （打开属性表）
在属性表中点击任意一个要素前的行号，选择这一要素
点击上方工具栏上的Zoom map to the selected rows按钮，即可缩放到该要素
再稍作缩放，即可看到下载的所有数据。
这里我们还遇到一个问题，就是表中的中文都显示为乱码。我们无法了解这些要素是什么，而且后面也无法用ArcGIS做筛选等处理。这个问题是由于未指定数据的编码方式。解决方法为双击Layers中的图层名称，打开图层的属性窗口
在左侧边栏选择Source（源）
Data source encoding（数据源编码）现在默认为System，在下拉菜单中将其改为UTF-8。
点击OK后，再打开该图层的属性表，即可看到中文已经正常显示。
对每一个图层都要更改编码。完成后，我们可以将数据导出为可在ArcGIS中处理的shapefile。方法为在Layers图层名称处右键，选择Export -> Save Features As…
在 format 中选择ESRI shapefile（ArcGIS的矢量数据格式）
在 file name 中指定保存位置
在CRG处指定保存文件的坐标系 ↓
点击 OK 即可保存，几秒之后屏幕右下角出现下面提示，说明保存完成
关于坐标系的问题下一场景展开。
