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下面的第一节描述shape文件的总体结构和组织。
第二节描述shape文件支持的每种shape类型的记录内容。
2、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
。
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endian(PC或Intel)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。
2.1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
字段
值
类型
字节顺序
Byte0
FileCode(文件代码)
9994
Integer
Big
Byte4
Unused
Byte8
Byte12
Byte16
Byte20
Byte24
FileLength(文件长度)
FileLength
Byte28
Version
1000
Little
Byte32
ShapeType
Byte36
BoundingBox
Xmin
Double
Byte44
Ymin
Byte52
Xmax
Byte60
Ymax
Byte68*
Zmin
Byte76*
Zmax
Byte84*
Mmin
Byte92*
Mmax
*未被使用,值为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个16位字)。
在shape文件中的所有非空shape被需要是同种shape类型。
Shape类型的值如下:
Shape类型
NullShape
1
Point
3
PolyLine
5
Polygon
8
MultiPoint
11
PointZ
13
PolyLineZ
15
PolygonZ
18
MultiPointZ
21
PointM
23
PolyLineM
25
PolygonM
28
MultiPointM
31
MultiPatch
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类型被实现,文件头中的shape类型将标识该文件。
主文件头的边界盒存储文件中shape的实际幅度。
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文件用来衡量不包含衡量的shape类型的'
的值(参见2页的数字类型)。
2.2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
值
RecordNumber
(记录数目)
ContentLength
(内容长度)
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,正如文件头是24字节一样。
3、主文件记录内容
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shape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16,位置是相对于记录内容的开始。
3.1空shape
shape类型为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shape记录内容
域
数目
shape类型
3.2以X,Y标志位置的Shape类型
3.2.1Point
一个点包括一对以X,Y顺序排列的双精度的坐标
Point
{
DoubleX//X坐标
DoubleY//Y坐标
}
表4点记录内容
X
Y
3.2.2MultiPoint
一个多点代表一个点的集合:
MultiPoint
Double[4]Box//边界盒
IntegerNumPoints//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
Box
4
NumPoints
Byte40
Points
3.2.3PolyLine
一条PolyLine是指一条包含一个或多个部分的有序的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,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
IntegerNumParts//部分的数目
IntegerNumPoints//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的边界盒,以Xmin,Ymin,Xmax,Ymax的顺序存储。
◆NumParts在PolyLine中部分的数目。
◆NumPoints所有部分的点的总数目。
◆PartsNumParts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。
◆PointsNumPoints长度的数列。
在PolyLine中的每一部分的点被尾到尾存储。
部分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6PolyLine记录内容
NumParts
Parts
ByteX
注意:
X=44+4*NumParts
3.2.4Polygon
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。
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,shape文件读程序必须解决这种情况。
多边形的结构被定义为PolyLine结构,正如下文:
Polygon
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。
为每条环存储它在点数列中的第一个点的索引。
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:
⏹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vetices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"
Dirty"
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。
表7多边形记录内容
X=44+4*NumParts
3.3在X,Y空间中衡量的shape类型
该种shape有一个额外的坐标M,注意"
没有数据"
的值可以被指定为M的一个值。
3.3.1PointM
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
DoubleX//X坐标
DoubleY//Y坐标
DoubleM//M衡量
表8PointM记录内容
M
3.3.2MultiPointM
一个多PointM代表一个PointM的集合:
Double[2]MRange//衡量M的上下界
Double[NumPoints]MArray//衡量
多PointM的域在以下为更详细的描述:
◆Box被存储的多PointM的边界盒,以Xmin,Ymin,Xmax,Ymax的顺序存储。
◆NumPoints点的总数目。
◆PointsNumPoints长的点的数列。
◆MRange以Mmin,Mmax顺序存储的多PointM的最小,最大值。
◆MArrayNumPoints长的衡量的数组。
表9多PointM记录内容
X=40+(16*NumPoints)*可选的
3.3.3PolyLineM
一条shape文件的多LineM包含一个或多个部分。
指一条包含一个或多个部分的有序的vertices的集合。
PolyLineM
Double[NumPoints]MArray//所有点的衡量
PolyLineM的域在以下为更详细的描述
◆Box被存储的PolyLineM的边界盒,以Xmin,Ymin,Xmax,Ymax的顺序存储。
◆NumParts在PolyLineM中部分的数目。
为每条PolyLineV存储它在点数列中的第一个点的索引。
在PolyLineM中的每一部分的点被尾到尾存储。
在部分间点之间没有界限。
◆MArrayNumPoints长的衡量的数组,在多PointM每部分的衡量被被尾到尾存储部分2的点跟在部分1的点之后,如此下去。
表10PolyLineM记录内容
X=44+4*NumPartsY=40+(16*NumPoints)*可选的
3.3.4PolygonM
一个多边形M包含一个或多个环。
注意相交是在X,Y空间计算,而不是在X,Y,M空间。
一个多边形可能包括多个外环,一个多边形的环是被做为它的一部分的。
PolygonM的结构被定义为PolyLineM结构,正如下文:
PolygonM
多边形M的域在以下为更详细的描述:
◆NumParts在多边形M中环的数目。
关于PolygonMshape有以下注意事项:
X=44+4*NumPartsY=40+(16*NumPoints)*可选的
3.4在X,Y,Z空间中衡量的shape类型
PointZ一个PointZ包括一对以X,Y,Z顺序排列的双精度的坐标,再加上衡量M。
3.4.1PointM
DoubleZ//Z坐标
表12PointZ记录内容
3.4.2MultiPointZ
一个多PointZ代表一个PointZ的集合:
Double[2]ZRange//Z的上下界
Double[NumPoints]ZArray//Z的值
边界盒是以Xmin,Ymin,Xmax,Ymax的顺序存储。
ZRange是以Mmin,Mmax顺序存储的,MRange是以Mmin,Mmax顺序存储的。
表13多PointM记录内容
X=40+(16*NumPoints)Y=X+16+(8*NumPoints)*可选的
3.4.3PolyLineZ
一条shape文件的多LineZ包含一个或多个部分。
PolyLineZ
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