QGIS如何提取全国道路图层

一、数据获取与预处理

1. 数据源选择与下载

全国道路数据可通过开放地理数据平台获取，推荐以下来源：

• OSM Geofabrik：提供中国全境的路网数据（.shp格式），坐标系为WGS84。下载地址：[http://download.geofabrik.de/asia/china-latest-free.shp.zip](http://download.geofabrik.de/asia/china-latest-free.shp.zip)。
• Overpass API：支持自定义区域和属性筛选，适合小范围高精度数据提取。
• 地理遥感生态网：需遵守数据使用协议，需在成果中注明来源。

操作步骤：

1. 访问OSM Geofabrik下载全国路网压缩包。
2. 解压后获得roads.shp等矢量文件，包含道路几何与属性信息（如名称、类型）。

2. QGIS环境配置

• 软件安装：下载QGIS最新版（截至2025年推荐3.32版本），设置语言为简体中文。
• 插件安装：
  • Quick Map Services：加载在线底图（如OSM）辅助空间参考。
  • GeoHey Toolbox：用于坐标系转换（如WGS84转百度坐标系）。
  • OpenLayers：叠加卫星影像或地形图。

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二、全国道路数据导入与裁剪

1. 数据导入

• 矢量文件加载：通过图层 → 添加矢量图层导入roads.shp，确保编码设为UTF-8避免中文乱码。
• 属性表查看：右键图层 → 打开属性表，检查字段如highway（道路类型）、name（名称）。

2. 行政区划裁剪

以提取上海市道路为例：

1. 加载省级行政区图层：从自然资源部或第三方平台获取省级边界数据（如china_province.shp）。
2. 提取上海市边界：
   • 使用按属性选择工具，筛选NAME = '上海市'。
   • 将选中图斑另存为新图层shanghai_boundary.shp。
3. 裁剪道路数据：
   • 使用矢量 → 地理处理 → 裁剪，输入roads.shp和shanghai_boundary.shp，输出shanghai_roads.shp。

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三、坐标系转换与数据验证

1. WGS84转百度坐标系

• 插件转换：使用GeoHey Toolbox，选择WGS84转BD09，输出shanghai_roads_bd09.shp。
• 手动参数设置：若需高精度转换，可通过七参数或格网校正文件调整。

2. 数据验证

• 坐标拾取器比对：在百度地图开放平台选择同名道路，对比经纬度是否一致。
• 属性一致性检查：确保转换后name字段与原始数据匹配，排除编码错误。

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四、道路属性筛选与高级处理

1. 按属性提取

• 基础筛选：通过按属性选择工具，筛选特定类型道路（如高速公路：highway = 'motorway'）。
• 正则表达式：提取名称含“国道”的道路："name" LIKE '%国道%'。

2. 空间分析

• 缓冲区分析：为县级道路创建2000米缓冲区，用于规划分析。
• 网络分析：使用Road Graph插件计算最短路径，设置节点速度和方向属性（如单向道路）。

3. 数据统计与优化

• 长度计算：通过字段计算器添加length_km字段，公式：$length / 1000。
• 数据简化：删除冗余字段（如osm_id），减少文件体积。

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五、版权与使用规范

1. 数据引用：
   • OSM数据需注明来源：“© OpenStreetMap contributors”。
   • 地理遥感生态网数据需在致谢中标注：“数据来源于地理遥感生态网科学数据注册与出版系统”。
2. 限制条款：
   • 禁止未经许可的商业化使用。
   • 不得篡改数据原始属性信息。
3. 免责声明：需声明“数据可能与实际情况存在差异，应以实地为准”。

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六、技术文档撰写框架

1. 结构设计

• 引言：说明文档目的、数据来源及适用范围。
• 数据准备：详细描述下载、预处理步骤，附截图与链接。
• 操作指南：分步骤讲解QGIS操作，使用流程图与代码块（如SQL查询语句）。
• 案例分析：以上海市为例，展示完整流程。
• 附录：包含术语表、常见问题解答及参考文献。

2. 可读性优化

• 图表应用：
  • 使用甘特图展示数据处理流程时间线。
  • 插入属性表截图对比转换前后数据差异。
• 样式规范：
  • 标题分级清晰（如H1-H4）。
  • 关键参数加粗或高亮（如highway = 'motorway'）。

3. 工具推荐

• 写作工具：Markdown + Visual Studio Code，支持版本控制。
• 绘图工具：Draw.io绘制流程图，PlantUML生成技术示意图。

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七、案例：上海市道路提取完整流程

1. 数据下载：从Geofabrik获取china-latest-free.shp.zip。
2. 坐标转换：WGS84转百度坐标系，输出shanghai_roads_bd09.shp。
3. 属性筛选：提取name包含“高速”的道路，保存为shanghai_highway.shp。
4. 空间统计：计算总长度，生成统计报告。
5. 可视化输出：叠加百度卫星图，导出PDF地图。

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八、常见问题与解决方案

• Q1：属性表中文乱码
  → 导入时编码选UTF-8，或使用转换文件编码工具。
• Q2：裁剪后数据缺失
  → 检查行政区图层与路网坐标系是否一致。
• Q3：坐标转换偏移
  → 使用控制点校正或申请官方转换参数。

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通过以上步骤，可系统性地完成全国道路图层提取与技术文档撰写。实际操作中需结合项目需求调整细节，并严格遵守数据版权规范。