ESRI Shapefile技术规格详解

"Shape文件白皮书" Shape文件是一种由Esri公司开发的地理信息系统（GIS）数据存储格式，常用于存储矢量地理数据，如点、线和多边形等几何对象。这份白皮书详细介绍了Shape文件的编码格式、要求和特性。 一、Shape文件结构 1. 文件格式：Shape文件实际上由两个文件组成——一个`.shp`文件存储几何数据，一个`.dbf`文件存储属性数据。`.shp`文件是二进制格式，而`.dbf`文件是基于Dbase的表格格式。 2. 头部信息：Shape文件的开头包含一个固定的头部结构，它提供了关于文件总体信息，如文件长度、版本号、形状类型等。 3. 记录结构：每个Shape对象都作为一个记录存在于文件中，记录包含一个记录头和几何数据。记录头包含记录编号和几何数据的字节数，几何数据则根据形状类型（如点、线、多边形等）有不同的表示方式。 4. 几何数据：Shape文件支持多种几何类型，如Point、Polyline、Polygon等，每种类型的几何数据都有特定的二进制编码规则，包括坐标对、端点信息、边界环等。 二、Shape文件的编码 1. 坐标系统：Shape文件不包含内置的坐标系统信息，用户需要额外提供投影信息。几何数据通常以笛卡尔坐标（X, Y）表示，可以是平面坐标或地理坐标。 2. 压缩和优化：Shape文件支持Z-Indexing（Z值编码）和M-Values（测量值）来存储额外的维度信息。同时，通过使用相对偏移量而不是绝对坐标，可以减少文件大小。 三、Shape文件的限制与优势 1. 限制：Shape文件的单个记录大小有限，通常不超过1GB。此外，不支持复杂的空间关系或拓扑信息。 2. 优势：Shape文件格式简单、通用，易于读写，被许多GIS软件广泛支持。其二进制格式使得数据加载和处理速度较快。 四、与其他格式的交互 Shape文件可以与多种GIS数据格式进行转换，如GeoJSON、GPKG、KML等，以便于在不同系统和平台之间交换数据。 五、属性数据管理 `.dbf`文件用于存储Shape对象的属性数据，每个记录对应`.shp`文件中的一个几何对象。属性字段有预定义的长度和类型，支持文本、日期和数值等数据类型。 六、版权与许可 白皮书中提及，Shape文件格式及相关文档受到Esri的版权保护，未经授权不得复制或传播。使用Shape文件时，需要遵循Esri的许可协议。 Shape文件是GIS领域中广泛应用的数据格式，其简洁的结构和广泛的兼容性使其成为地理数据交换的标准之一。然而，它也有一些局限性，如对大型或复杂数据集的支持不足，以及缺乏内置的空间关系描述。随着GIS技术的发展，其他格式如GeoPackage和GeoJSON等正在逐渐弥补这些不足。