-
Shapefile
文件是美国环境系统研究所
（
ESRI
）
所研制的
GIS
文件系统格式文件，
是工业标准的
矢量数据文件。
Shapefile
将空间特征表中的非拓扑几何对象和属性信息存储在数据集中，
特征
表中的几何对象存为以坐标点集表示的图形文件
—
SHP
文件，
Shapefile
文
件并不含拓扑
（
Topological
）数据结构。一个
Shape
文件包括三个文件：一个主文件
(*.shp)
，一个索引文件
(*.
shx)
，和一个
dBASE(*.dbf)
< br>表。
主文件是一个直
接存取，
变长度记录的文件，
其中每个记录描述构成一个地理特
征
（
Feature
）
的所有
vertices
坐标值。
在索引文件中，
每条记录包含对应主文件记录距离主文件头开始的偏移
量，
dBASE
表包含
SH
P
文件中每一个
Feature
的特征
属性，
表中几何记录和属性数据之间的一
一对应关系是基于记录
数目的
ID
。
在
dBASE
文件中的属性记录必须和主文件中的记录顺序是相
同的。图形数据和属性数据通过索引号建立一一对应的关系。
Shapefile
中坐标文件（
.s
hp
）由固定长度的文件头和接着的变长度空间数据记录组成。文件
头由
100
字节的说明信息组成的（附表
< br>
1
），主要说明文件的长度、
Shape
类型、整个
Shape
图层
的范围等等，
这些信息构成了空间数据的元数据。
在导入空间数
据时首先要读入文件头获取
Shape
文件的基本信息，并以此
信息为基础建立相应的元数据表。而变长度空间数据记录是由
固定长度的记录头和变长度
记录内容组成，
其记录结构基本类似，
每条记录都有记录头和记
录内
容组成
（空间坐标对）
。
记录头的内容包括记录号
（
Record Nu
mber
）
和坐标记录长度
（
Content
Length
）两个记录项，
Shapefile
文件中的记录号都是从
1
开始的，坐标记录长度是按
16
位字
来衡量的。记录内容包括目标的几何类型（
ShapeTy
pe
）和具体的坐标记录（
X
，
Y
），记录内
容因要素几何类型的不同，
其具体的内容和格式都有所不同。
对于具体的记录主要包括空
Shape
记录，点记录，线记录和多边形记录，具体的记录结构如附
表
2
所示。
属性文件（
.dbf
）用于记录属性信息。它是一个标准的
DBF
文
件，也是由头文件和实体信息
两部分构成。
其中文件头部分的长
度是不定长的，
它主要对
DBF
文件作
了一些总体说明
(
附表
3)
，
其中最主要的是对这个
DBF
文件的记录项的信息进行了详细的描述（附表
4
），比如对每个记
录项的名称，
数据类型，
长度等信息都有具体的说明。
属性文件
的实体信息部分就是一条条属性
记录，每条记录都是由若干个记录项构成，因此只要依次
循环读取每条记录就可以了。
索引文件（
.shx
）主要包含坐标文件的索引信息，文件中
每个记录包含对应的坐标文件记录
距离坐标文件的文件头的偏移量。
通过索引文件可以很方便地在坐标文件中定位到指定目标地坐
标信息。
索引文件也是由文件头和实体信息两部分构成的，
其中文件头部分是一个长度
固定
（
100
bytes
）的记录段，其内容与坐标文件的文件头基本一致。它的实体信息以记录为基本单位，每< p>
一条记录包括偏移量（
Offset
）和记录段长
度（
Content
Length
）两个记录项。附表
5
给出了具
体的描述。
Shape
文件是按照地物类
型来组织的。
地物类型可以分为简单的分为点
（
Point
）
、
线
(Line)
、
面
(Po
lygon)
三种类型，一个
Shape
文件中只能包括一种类型的地物，即只能包括点、线或者面
状地物中的一种。点状地物
存储的是一组坐标（
X,Y
），线包括简单线和多段线，存储的
是一系
列的坐标串
（
X1,Y1,X2
,Y2…
）
,
面状地物存储的是一系列
封闭的坐标串
（
X1,Y1,X2,Y2, …,
X1,Y1
）
。
命名习惯所有文件名都符合
8
.3
命名习惯。主文件，索引文件和
dBASE
文件有相同的前缀。
详见：
ESRI Shapefile Technical
Description
（
/library/whitepa
pers/pdfs/
）
IDL
下面有独立的类
IDLffShape
来对
shape
文件进行读写操作，使用可见
help
。
SHAPE
文件格式详解
SHAPE
文件格式详解
:
SHAPE
文件格式
SDE,ARC/INFO,PC
ARC/INFO,Data Automation Kit(DAK)
和
ArcCAD
软件提供了
shape
到
coverage
的数据转
换器，
ARC/INFO
同样提供了
coverage
到
shape
的转
换器。为了和其他数据格式交换，
shape
文件的格式在本报
告
中被出版。其他数据流，比如来自全球定位系统
(GPS)<
/p>
接收机的数据能同样被存为
shape
文
件或
X,Y
事件表。
Shape
文件技术描述计算机程序
能通过使用本节的技术描述来产生，读，写
shape
文件。<
/p>
一个
ESR
I
的
shape
文件包括一个主文件，
一个索引文件，和一个
dBASE
表。主文件是一个直接存取，
变量记录长度
文件，其中每个记录描述一个有它自己的
vert
ices
列表的
shape
。在索引文
件中，每个记录包含对应主文件记录离主
文件头开始的偏移，
d
BASE
表包含一
feature
一个
记录的
feature
的特征。几何和属性间的一一对应关系是
基于记录
数目的。在
dBASE
文件中
的属性记录必须和主文件中的记录是相同顺序的。
命名习惯所有文件名都符合
8.3
命名习惯。主
文件，索引文件和
dBASE
文件有相同的前缀。前缀必须是由
字符或数字
（
a-Z,0-9
）开始，
后跟
0
到
7
个
字符（
a-Z,0-9
，
_,
）主文件的后缀是
.shp
，索引文件的后缀是
.shx
，
dBASE
表的
后缀是
.dbf
。文件名
中的所有字母在对文件名敏感的操作系统中都是小写的。
例子
主文件：
索引文件
:
dBASE
表：
数字类型一个
shape
文件存储整数和双精
度数，本文档的余数指以下类型：
整数：有符号
32
位整数（
4
字节）
双精度：有符号
64
位
IEEE
双精度浮点数（
8
字节）浮点数必须是数字的
值。负无穷，正无穷和非数字（
NaN
）值在
< br>shape
文件不被允许。然而
shape
文件支持
'
没有数据
'
的值这样的概念，但是目前只用于衡量。某些小于－
1038
被
shape
文件读取程序用来代表
'
没有数据
'
的值。<
/p>
下面的第一节描述
< br>shape
文件的总体结构和组织。第二节描述
shap
e
文件支持的每种
shape
类型的记
录内容。
主文件的组织
主文件（
.shp
）由固定长度的文件头和接着的变长度记
录组成。每个变长度记录是由固定长度的记录头和接着的变长度
记录内容组成。图
1
图解了主文件的结构。
图
1
主文件的结构
文件头
记录头
记录内容
记录头
记录内容
记录头
记录内容
记录头
记录内容
……
……
记录头
记录内容
Shape
文件中所有的内容可以被分为二类：
与数据相关的：
。主文件记录内容
。主文件头的数据描述域（
Shape
类型，边界盒等）
与文件管理相关的：
。文件和记录长度
。记录偏移等
整数和双精度整数在文件头中组成数据描述域，在主文件的记录内容是小
ndian
（
PC
或
In
tel
）字节顺序。组成文件的
其余部分和文件管理的整数和双
精度浮点数是大
endian
（
Sun
或
Motorola
）字节顺序。
主文件头
主文件头
100
字节长。表
1
显示带有字节位置，值，类型和字节顺序的文
件头中的域。
在此表中，位置是相对于文件的开始。
表
1
主文件头的描述
位置
域
值
类型
字节顺序
0
字节
文件代码
9994
整数
大
4
字节
未被使用
0
整数
大
8
字节
未被使用
0
整数
大
12
字节
未被使用
0
整数
大
16
字节
未被使用
0
整数
大
20
字节
未被使用
0
整数
大
24
字节
文件长度
文件长度
整数
大
28
字节
版本
1000
整数
小
32
字节
Shape
类型
Shape
类型
整数
小
36
字节
边界盒
Xmin
双精度
小
44
字节
边界盒
Ymin
双精度
小
52
字节
边界盒
Xmax
双精度
小
60
字节
边界盒
Ymax
双精度
小
68
字节
*
边界盒
Zmin
双精度
小
76
字节
*
边界盒
Zmax
双精度
小
84
字节
*
边界盒
Mmin
双精度
小
92
字节
*
边界盒
Mmax
双精度
小
*
未被使用，值为
< br>0.0
，若没有被衡量或是
Z
轴
。
文件长度的值是在
16
位字下文件的总长度（包括组成文件头的
50<
/p>
个
16
位字）
。
在
shape
文件中的所有非空
sha
pe
被需要是同种
shape
类型。<
/p>
Shape
类型的值如下：
值
shape
类型
0
空
shape
1
点
3
多线
5
多边形
8
多点
11
点
Z
13
多线
Z
15
多边形
Z
18
多点
Z
21
点
M
23
多线
M
25
多边形
M
28
多点
M
31
多斑块
没有被定义的
Shape
类型值（
2
，
4
，
6
等直到
33
）为将来可能的使用而保留。目前
shape
文件被局限于包含以上定
义的同种
shape
类型。在将来
shape
文件可以被允许包含多于一种
shape
类型。若混合
shape<
/p>
类型被实现，文件头
中的
shape
类型将标识该文件。
< br>主文件头的边界盒存储文件中
shape
的实际幅度。<
/p>
最小边界
X
和
Y
直交的
（潜在的
M,Z
）
长方形包含了所有的
shape
。
若
shape
文件是空的（没有
记录）
，
min,Ymin,Xmax,Ymax
的值是未被定义的。
Mmin
和
Mmax
能包含
shape
文件<
/p>
用来衡量不包含衡量的
shape
类型的
'
没有数据
'
的值（参见
2
页的数字类型）
，记录头
每个记录的头存储了记录的数目和
记录内容的长度。记录头有一个固定长度
8
字节。表
2
显示文件记录头中域的字节
< br>位置，值，类型和字节顺序。在表中，位置是相对于记录的开始的。
表
2
主文件记录头文件的描述
位置
域
值
类型
字节顺序
0
字节
记录数目
记录数目
整数
大
4
字节
内容长度
内容长度
整数
大
记录数目从
1
开始。
一个记录的内容长度是按
16
位字衡量的记录内容长度。
每个记
录因此为文件的总长度贡献
（
4
＋内容
长度）
个
16
位字，
< br>正如文件头是
24
字节一样。
主文件记录内容
< br>Shape
文件记录内容包含一个
shape
类型和接着的该
shape
的几何数据。记录内容
的长度依赖于在一个
shape
中部
分
和
vertices
的数目。对每种
s
hape
类型，我们首先描述该
shape
然后是它在磁盘上的存储镜像。在表
3
到
< br>16
，位
置是相对于记录内容的开始。
< br>
空
shape
shape
类型为
< br>0
指代一种不带几何数据的空
shape
，每种要素类型（点，线，多边形等）都支持空，在同一个
shape
文件中有点和空的点是有效的。常常空
shape
是放东西的地方；在
shape
文件产生时被使用和在产生后
更被广泛地使
用。
表
3
空<
/p>
shape
记录内容
位置
域
值
类型
数目
字节顺序
0
字节
shape
类型
0
整数
1
小
在
X,Y
位置的
Shape
< br>类型
点
一个点包括一对以
X,Y
顺序排列的双精度的坐标
Point
{
Double X
//X
坐标
Double Y //Y
坐标
}
表
4
点记录内容
位置
域
值
类型
数目
字节顺序
0
字节
shape
类型
1
整数
1
小
4
字节
X
X
双精度
1
小
12
字节
Y
Y
双精度
1
小
多点
一个多点代表一个点的集合：
MultiPoint
{
Double[4] Box
//
边界盒
Integer NumPoints
//
点的数目
Point[NumPoints] Points
//
在集合中的点
}
边界盒以
Xmin,Ymin,Xmax,Ymax
存储。
表
5
多点记录内容
位置
域
值
类型
数目
字节顺序
0
字节
shape
类型
8
整数
1
小
4
字节
Box Box
双精度
4
小
36
字节
NumPoints NumPoints
整数
1
小
40
字节
Points Points
点
NumPoints
小
PolyLine
一条
PolyLine
是指一条包含一个或多个部分的有序的
< br>vertices
的集合。一个部分是指二个或多个点彼此连
接的顺序。部分间彼此相连或不连。部分间彼此可能相交或不相交。
因为该定义没有禁止有确定坐标的连续点，
< br>shape
文件的读程序必须掌握这样的情况。在另外，退化
(degenerate)
和
可能导致零长度的结果是不被
允许的。
PolyLine
{
Double[4] Box
//
边界盒
Integer NumParts
//
部分的数目
Integer NumPoints
//
点的总数目
Integer[NumParts] Parts
//
在部分中第一个点的索引
Point[NumPoints] Points
//
所有部分的点
}
PolyLine
的域在以下为更详细的描述：
Box
被存储的
PolyLine<
/p>
的边界盒，以
Xmin,Ymin,Xmax,Ymax
的顺序存储。
NumParts
在
PolyLin
e
中部分的数目。
NumPoints
所有部分的点的总数目。
Parts NumParts
长度的数列。为每条
PolyLine
存储它在点数列中的第一个点的索引。数列索引是从
0
开始的。
Points NumPoints
长度的数列。在
PolyLine
中的每一部分的点被尾到尾存储。部分
< br>2
的点跟在部分
1
的点之后，如
此下去。部分数列对每一部分保持开始点的数列索引。
在部分间点之间没有界限。
表
6
PolyLine
记录内容
位置
域
值
类型
数目
字节顺序
0
字节
shape
类型
3
整数
1
小
4
字节
Box Box
双精度
4
小
36
字节
NumParts NumParts
整数
1
小
40
字节
NumPoints NumPoints
整数
1
小
44
字节
Parts Parts
整数
NumParts
小
X
字节
Points Points
点
NumPoints
小
注意：
X=44+4*
NumParts
多边形
一个多边形
包含一个或多个环。一个环是四或多个点彼此相连组成的一个闭合的
彼此不相交的环。<
/p>
一个多边形可能包括多个外环，
一个环的
vertices
的顺序和方向指示环的哪一边是多边形的内部。
在
多边形中的洞的环的
vertices
是逆时针方向的。
一个环组成的多边形总是顺时针方向的。
一个多边形的环是被做为它的
一部分的。因为该定义没有禁止有确定坐标的连续的点，<
/p>
shape
文件读程序必须解决这种情况。在另外，退化
(degenerate)
和可能导致零长度的结果是不被允许的。多边
形的结构被定义为
PolyLine
结构，正如下文：
Polygon
{
Double[4] Box
//
边界盒
Integer NumParts
//
部分的数目
Integer NumPoints
//
点的总数目
Integer[NumParts] Parts
//
在部分中第一个点的索引
Point[NumPoints] Points
//
所有部分的点
}
多边形的域在以下为更详细的描述：
Box
被存储的多边形的边界盒，以
Xmin,Ymin,Xmax,Ymax
的顺序存储。
NumParts
在多边形中环的数目。
NumPoints
所有环的点的总数目。
Parts NumParts
长度的数列。为每条环存储它在
点数列中的第一个点的索引。数列索引是从
0
开始的。
Points
N
umPoints
长度的数列。在多边形中的每一个环的点被尾到尾存储。环
2
的点跟在环
1
的点之后
，如此下去。
部分数列对每一环保持开始点的数列索引。在环间点之间没有界限。
图
2
中的例子图演示了多边形的表现。该图中的多边形有一个洞，总共是
8
个
vertices
。
关于多边形
shape
有以下重要注意事项：
< br>
环是闭合的（第一个和最后一个
vetex
必须是一样的）在点数列中环的顺序是不重要的。
存储在
shape
文件中的多边形必须是
clean
，一个
clean
的多边形是指这样的一个多边形：
1
．
没有自交。这意味着属于一个环的一段可能不与另一个环的一段相交。一个多边形
的环可能在
veti
ces
处彼此相交，但不是在沿段处。重合的段被认为是相交的。
2
．
在定义多边形的线的正确一边有多边形的内部。
一个观察者以<
/p>
vertex
顺序沿环走时，
右边的邻居
是多边形的内部。
一个独环的多边形的
vertices
因此都是顺时针的。
在这些多边形中的洞有一个逆时针的方向。
当定义在多边形中的洞同
样是顺时针时，发生
多边形错误。这会导致内部的重叠。
图
2
一个多边形的实例
在此例中，
NumParts
等于
2,NumPoints
等于
10
。注意洞多边形的点的顺序是逆序的。
0 5
部
分
：
0 5
0 1 2 3 4 5
6 7 8 9
点
：
v1 v2 v3 v4 v1
v5 v8 v7 v6 v5
表
7
多边形记录内容
位置
域
值
类型
数目
字节顺序
0
字节
shape
类型
5
整数
1
小
4
字节
Box Box
双精度
4
小
36
字节
NumParts NumParts
整数
1
小
40
字节
NumPoints NumPoints
整数
1
小
44
字节
Parts Parts
整数
NumParts
小
X
字节
Points Points
点
NumPoints
小
注意：
X=44+4*
NumParts
在
X,Y
空间中衡量的
shape
类型该种
shape
有一个额外的坐标
< br>M
，注意
没有数据
的值可以被指定为
M
的一个
值。
PointM
一个
PointM
包括一对以
X,Y
顺序排列的双精度的坐标，再加上衡量
M
。
PointM
{
Double X //X
坐标
Double Y //Y
坐标
Double M //M
衡量
}
表
8
PointM
记录内容
-
-
-
-
-
-
-
-
-
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