4 shapefile数据结构

double XMax; //文件中所有X坐标的最大值
double YMax; //文件中所有Y坐标的最大值
有什么意义？
double ZMin; //文件中所有Z坐标（如果有的话）的最小值 double ZMax; //文件中所有Z坐标（如果有的话）的最大值 double MMin; //文件中所有M坐标（如果有的话）的最小值 double MMax; //文件中所有M坐标（如果有的话）的最大值
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NumPoints是一个多义线中所有折点的数量，并不是某一个分段 对应的折点数量；
多义线记录格式的注意事项（2）

由于分段数和折点数不固定，所以Parts[NumParts]和
Points[NumPoints]都相当于动态数组；

Parts[NumParts]是多义线类型中比较特殊的一部分，它对应存储 了每一个分段折线中第一个折点在Points数组中的索引号(索引号 从0开始)，从这个索引号开始，在Points数组中依次读取该折线段 的每一个折点，并依次相连就可以得到这个折线段的空间形态；
Shapefile数据结构
武汉理工大学 资源与环境工程学院 张晓盼 zxp.whut@163.com
Shapefile文件概述

Shapefile是ESRI提供的一种矢量数据格式，它没有拓扑信息，只
存储矢量要素的空间信息和属性信息，shapefile可以作为图层数 据导入ArcGIS，但一个shapefile图层实际上由一组文件组成，典

每个折线段的最后一个折点的索引号是什么？
多边形坐标记录的存储格式


根据前述课程分析，多边形记录格式与多义线相同；
但是必须满足如下条件才是一个正确的多边形：

在多边形的数据记录中，每一个分段折线的起点（第一个折 点）和终点（最后一个折点）是重合的，称为“尾到尾存 储”，例如一个三角形的边界存储4个点；

记录头信息由记录号（>0的整数）和记录长度（整数，
记录16位字为单位的该段记录总长度，不包含记录头信 息）组成
几何体空间信息记录的存储格式

是文件中真正的空间信息部
分；

每一个几何体信息分为两部 分：

开始的部分为int ShapeType 之后是空间坐标记录 Shapefile中记录的几何体包
小，读取速度快；采用文件组的方式有利于数据分类管理，且进
一步提高了数据存储管理的效率。

缺点：没有存储拓扑信息，从GIS空间分析的角度来看是一种不完 整的数据存储结构，文件式的数据管理模式难以对大数据量进行 有效管理，而GIS应用往往是由海量数据作为支撑的，因此使用大 型数据库进行地理信息存储是目前的主流方式，而shapefile文件 主要用来作为演示产品存储小规模GIS数据。
空间信息记录的基本结构

.shp文件的空间信息记录这部分内容没有固定的长度，其长度由存 储的几何体数量和几何体具体特征决定；

总体上是由同类型的几何体空间定位坐标记录依次排列连接而成；

虽然长度不固定，但是空间信息记录仍然遵循统一的格式，每一个
单独的几何体记录都由记录头信息和记录信息两部分组成。
几何体坐标信息的记录头格式

多边形中的边界是有方向的，从起点依次走到终点，其中右手
边的区域属于多边形内部区域；

边界折线不能在线段内部产生交叉。
Shapefile数据结构分析

特点：基于二进制文件格式的数据存储机制，多文件存储 优点：文件存储方式与具体操作系统平台无关，有利于发布和跨 平台应用；文件格式属于一种轻量级数据存储方式，文件容量

“文件的存储结构”指的是文件中存储的字节信息应如何划分， 以及各个部分的数据类型和意义。
.shp文件的总体结构

文件头

存储与文件基本特征相对应的数据（元数据）

信息记录

几何体空间坐标记录，相当于文件的正文
.shp文件的文件头结构

.shp文件的文件头可以进一步分解为更细致的结构
任何.shp文件的文件头都具有相同的长度和结构 总体上看，文件头包含基本识别信息和空间信息概况两部分
.shp文件头中的基本识别信息

int FileCode; // 文件代码= 9994 int Unused; // 预留 int Unused; // 预留
有什么作用？


int Unused; // 预留
int Unused; // 预留 int Unused; // 预留 int FileLength; // 整个文件的长度(包括文件头，以16字节为单位) int FileVersion; // 文件版本= 1000 上述内容在文件从按照上述顺序依次排列
型的文件组结构如下所示：
索引文件 坐标文件 属性文件 投影文件
本课程主要 讨论对象
文件的基本特征

文件可以看做是一段连续的存储空间，只不过个空间是存储在磁
盘之类的外部介质中，而不是在内存中；

文件也是一种线性存储结构，其中的内容由低位地址空间向高位 地址空间依次排列，可以看做是长长的一串字节；

不同的文件依照其特有的格式规范将其存储的一长串字节分割为 有序的不同部分使得文件能够保存特定的信息；
括：点、多义线、多边形
点的空间坐标记录存储格式

点是最简单的几何体，其存储结构相当于按照
成员变量的定义顺序存储了下列结构体： struct ShpPoint { double X; double Y; };
一个点坐标记录固定占 用20个字节的存储空间 （包括ShapeType）
多义线的坐标记录存储格式

多义线(polyline)与前述课程中的概念相同，但在具体存储结构上 与前述课程中提出的格式有所区别，相对于下述结构体： struct ShpPolyline { double XMin; //整个Polyline的最小X坐标 double YMin; //整个Polyline的最小Y坐标 double XMax; //整个Polyline的最大X坐标 double YMax; //整个Polyline的最大Y坐标 int NumParts; // 分段数 int NumPoints; // 所有的折点数 int Parts[NumParts]; // 每个分段的起始折点在Points数组 中的索引号 ShpPoint Points[NumPoints]; // 所有折点的坐标 };
.shp文件头中的空间信息概况

int ShapeType; //几何体类型，.shp文件只能存储单一类型几何体 double XMin; //文件中所有X坐标的最小值 double YMin; //文件中所有Y坐标的最小值 最小外接矩形 (minimum enclosing rectangle, MER)
多义线记录格式的注意事项（1）

由于多义线中的分段数和折点数是不固定的，因此该类型不像点
类型具有固定的记录长度，而是与分段数与折点数相关；

Xmin~YMax定义了该多义线的坐标范围（MER），在前次课中我 们自己设计的数据结构中没有这一成员，而实际上要表示线的空 间形态也并不需要这一数据，这一数据的意义是什么？