【GIS入门】GeoTIFF栅格地理数据格式介绍和基础概念详解
！GeoTIFF 是一种非常重要且流行的栅格地理数据格式。
简单来说，GeoTIFF = 普通的TIFF图片 + 嵌入的地理信息。
🗺️ GeoTIFF是什么？
- 基础是TIFF：首先，它是一个标准的TIFF图像文件，可以存储高质量的图像数据，支持多种压缩方式，并且可以包含多个“波段”（通道），例如红、绿、蓝波段，或者近红外等特殊波段。
- 核心是“Geo”：与普通TIFF图片（比如你用相机拍的照片）不同，GeoTIFF在其文件内部嵌入了一系列标签，这些标签定义了：
- 坐标系：这个图像所在的空间参考系统是什么？是WGS84（EPSG:4326）还是Web墨卡托（EPSG:3857）？
- 地理参考信息：如何将图像上的行号、列号 对应到真实世界的经度、纬度 上？这通常通过一个仿射变换 参数来实现。
- 其他元数据：比如像素尺寸、地图单位等。
这意味着，当你把一个GeoTIFF文件加载到QGIS、ArcGIS或GeoServer等GIS软件中时，软件能自动读取这些内嵌的地理信息，并将其准确地显示在正确的地理位置上。而一个普通的TIFF文件加载进来，只会被当作一张没有位置的图片，堆在坐标原点(0,0)附近。
📸 一个生动的比喻
我们可以这样理解：
- 普通TIFF：就像一张打印出来的扫描地图，我们知道上面画的是什么，但无法在电脑上把它和真实世界的位置对应起来。
- GeoTIFF：就像手机地图App里看到的卫星影像底图。它不仅是一张图片，其背后还隐藏着精确的坐标信息，所以当我们缩放、平移地图时，图片总能完美地贴合在对应的地理位置之上。
🔧 GeoTIFF的主要特点与优势
| 特点 | 说明 |
|---|---|
| 自包含性 | 所有地理信息都嵌入在单个文件中，无需额外的辅助文件（这与Shapefile需要一堆文件不同）。 |
| 广泛兼容 | 是GIS领域的事实标准，被几乎所有GIS软件和库（如QGIS, ArcGIS, GDAL, GeoServer）原生支持。 |
| 功能强大 | 支持高比特深度、多波段、内部概览图、无损压缩等，非常适合用于科学分析和专业制图。 |
| 标准化 | 它是一个开放的标准，由OSGeo等组织维护，确保了其长期稳定性和互操作性。 |
🗂️ 常见用途
GeoTIFF格式用途极其广泛，常见于：
- 卫星影像与航空摄影：如Landsat, Sentinel, 无人机拍摄的正射影像，通常以GeoTIFF格式分发。
- 数字高程模型：存储地形高程数据，每个像素的值代表该点的海拔高度。
- 专题地图：如土地覆盖分类图、地质图、温度分布图等。
- 扫描地图的最终成果：将经过地理配准后的扫描纸质地图导出为GeoTIFF，以便在其他系统中使用。
🔍 如何识别与使用GeoTIFF？
- 在文件系统中：GeoTIFF通常以 .tif 或 .tiff 作为扩展名。从文件扩展名上你无法区分它是否是GeoTIFF，但GIS软件可以。
- 在QGIS中：
- 直接将
.tif文件拖入QGIS，如果它能自动显示在正确的位置上，那它很可能就是一个GeoTIFF。 - 右键点击图层，选择 属性，在 信息 选项卡中，你可以看到它的坐标系信息，这证实了它不仅仅是一张图片。
- 直接将
- 在GeoServer中：
- GeoTIFF是最推荐用于发布的栅格数据格式之一。
- 你可以直接创建一个新的数据存储，选择 GeoTIFF 类型，然后指向你的
.tif文件。 - GeoServer会自动读取其内嵌的坐标系和边界框，发布过程非常顺畅。
⚠️ 重要提醒
- 并非所有TIFF都是GeoTIFF：一个TIFF文件必须包含了必要的地理参考标签，才能被称为GeoTIFF。普通的扫描图片TIFF不是GeoTIFF。
- 坐标系是关键：务必确保您的GeoTIFF文件包含了正确的坐标系（
.prj信息通常也内嵌在TIFF标签中）。如果坐标系错误，数据的位置也会错误。
总结
GeoTIFF 是一种将地理空间数据（坐标、投影）与高质量图像数据完美结合在一个文件中的标准格式。它是GIS领域中存储、交换和发布栅格数据（如卫星图、DEM）的首选和通用语言。
当我们准备将栅格数据发布到GeoServer时，优先使用GeoTIFF格式通常会是最简单、问题最少的选择。