ESRI Shapefile 格式详解

"ESRIShapefileTechnicalDescription，这是一份1998年ESRI（Environmental Systems Research Institute）发布的关于ShapeFile文件格式的白皮书，详细解释了ShapeFile的结构和特性。" ShapeFile是一种常见的地理空间数据存储格式，由ESRI公司开发，广泛用于GIS（地理信息系统）领域。这个文件格式通常包括多个相关文件，如.shp（几何数据）、.dbf（属性数据）和.shx（索引数据）等，它们一起构成了完整的ShapeFile。 1. **ShapeFile结构**： ShapeFile由三个主要部分组成：头部、记录头和几何记录。头部包含了文件的基本信息，如文件长度、版本号、形状类型等。记录头指示了每个几何对象在文件中的位置，而几何记录则包含了实际的空间数据。 2. **形状类型**： ShapeFile支持多种形状类型，包括点、线（多段线）、多边形、多点、点集合、记录为空的形状等。每种形状类型都有其特定的表示方式和编码规则。 3. **几何数据**： 几何数据是ShapeFile的核心，它以二进制形式存储，包括坐标对（X,Y）或（X,Y,Z,M），其中Z代表高度，M代表测量值。对于大型数据集，ShapeFile使用Z-Indexing和M-Indexing来优化存储和检索效率。 4. **属性数据**： 属性数据存储在.dbf文件中，这是一个基于Dbase格式的表格文件，包含了与几何对象关联的信息。每个Shape对象有一个对应的.dbf记录，通过记录编号进行关联。 5. **索引文件**： .shx文件提供了快速访问ShapeFile中几何对象的能力，它是一个短记录索引，允许快速定位到特定的几何记录。 6. **兼容性和扩展**： ShapeFile格式是开放的，并且有多种开源库支持读写，例如GDAL/OGR和PyGIS。此外，由于其相对简单，许多GIS软件都支持ShapeFile，使其成为数据交换的常用格式。 7. **限制**： 尽管ShapeFile广泛使用，但它也有一些限制，比如单个文件大小不超过2GB，不支持复杂的空间关系（如拓扑），以及缺乏内置的压缩机制，这可能导致较大的存储需求。 8. **版权和许可**： 白皮书中提到，ShapeFile的详细信息是ESRI的独家财产，受美国版权法和其他国际版权条约保护。使用ShapeFile格式需要遵守ESRI的许可协议。 ShapeFile文件格式提供了一种有效且灵活的方式来存储和交换地理空间数据，是GIS领域中不可或缺的一部分。了解其内部工作原理对于处理和分析地理数据至关重要。