汪升捷 楊帆 凡建林 姚輝

（浙江省測繪科學(xué)技術(shù)研究院 浙江杭州 310023）

1 前言

測繪領(lǐng)域的日常工作中，充分利用已有資料，解決多種數(shù)據(jù)格式共享，經(jīng)常需要數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換[1]。SHP 數(shù)據(jù)和MDB 數(shù)據(jù)是兩種非常常見的數(shù)據(jù)格式，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式按照既定要求快速轉(zhuǎn)換[2]，是日常數(shù)據(jù)處理工作的中一部分，同時也決定著整個工程項目的質(zhì)量。因而，實現(xiàn)SHP 數(shù)據(jù)和MDB 數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換至關(guān)重要。

2 數(shù)據(jù)格式說明

2.1 SHP 格式數(shù)據(jù)

SHP 格式數(shù)據(jù)全稱shapefile，是一種基于ArcGIS 平臺的矢量數(shù)據(jù)文件，包含空間數(shù)據(jù)的幾何特征和屬性[3]。至少由shp、dbf 和shx 三個文件組成，分別用于存儲地理空間信息、屬性信息以及前兩者之間的關(guān)系索引，是GIS 中比較通用的一種數(shù)據(jù)格式。常用SHP 格式數(shù)據(jù)文件組成部分見圖1。

圖1 常用SHP 格式數(shù)據(jù)文件組成部分

當通過對數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)定義后，會生成prj 文件存儲坐標系統(tǒng)信息。對SHP 數(shù)據(jù)進行瀏覽使用后，另外產(chǎn)生shp.xml、sbn、sbx 三種文件。其中shp.xml 文件是對元數(shù)據(jù)瀏覽后產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)文件，sbn和sbx 文件則存儲空間索引，加速對空間數(shù)據(jù)的讀取。常用SHP 格式數(shù)據(jù)文件組成類型對照見表1。

SHP 數(shù)據(jù)文件大小限制在2GB 內(nèi)。數(shù)據(jù)字段屬性已設(shè)定的無法更改，字段間順序不能調(diào)整，只能調(diào)整顯示順序。

2.2 MDB 格式數(shù)據(jù)

MDB 格式數(shù)據(jù)是ArcGIS 發(fā)展推出的一種基于RDBMS 存儲格式的Geodatabase 數(shù)據(jù)中的一類。因其存儲量小，存儲在Access 的MDB 上，且易于編輯，是目前中小型數(shù)據(jù)庫的主要選擇類型。在ArcGIS 中被劃分為PersonalGeodatabase，中文名為個人地理數(shù)據(jù)庫，MDB 格式可以通過Access 打開編輯。MDB 個人地理數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)文件組成見圖2。

表1 常用SHP 格式數(shù)據(jù)文件組成類型對照表

圖2 MDB 個人地理數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)文件組成

MDB 可以根據(jù)數(shù)據(jù)情況建立要素類數(shù)據(jù)或是要素集，在Access 打開編輯時顯示要素類對應(yīng)文件，在ArcGIS 軟件使用時，要素類和要素集則區(qū)分顯示[4]。MDB 數(shù)據(jù)文件大小限制在4GB 內(nèi)。數(shù)據(jù)字段可根據(jù)需求調(diào)整，字段順序可以通過Access 編輯調(diào)整。MDB 個人地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)文件說明見表2。

表2 MDB 個人地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)文件說明

3 日常工作需求及方案

3.1 常規(guī)工作需求

通常情況下，對數(shù)據(jù)的處理主要分為SHP 轉(zhuǎn)換到SHP、SHP 轉(zhuǎn)換到MDB、MDB 轉(zhuǎn)換到SHP 以及MDB 轉(zhuǎn)換到MDB 四類。只針對數(shù)據(jù)的實用性及可操作性做一定要求，ArcGIS 軟件對應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具進行批量轉(zhuǎn)換，能完全滿足這部分作業(yè)要求[5]。

3.2 特需轉(zhuǎn)換需求

除常規(guī)工作外，還存在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的前置設(shè)定要求，既對數(shù)據(jù)格式及屬性字段本身有明確的固定設(shè)定。此時再直接采用ArcGIS 軟件工具箱工具直接轉(zhuǎn)換，無法達到前置設(shè)定要求，需要有對應(yīng)方案進行處理[6]。

根據(jù)目前遇到情況并歸類后，主要分為固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標和固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標兩大類。

3.3 轉(zhuǎn)換方案的選定

3.3.1 固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標

固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標可根據(jù)SHP 數(shù)據(jù)源的不同分為同類參數(shù)數(shù)據(jù)庫和非同類參數(shù)數(shù)據(jù)庫。同類參數(shù)數(shù)據(jù)庫指SHP 數(shù)據(jù)源的字段屬性設(shè)定包括字段順序等同目標數(shù)據(jù)庫一致。非同類參數(shù)數(shù)據(jù)庫指SHP 數(shù)據(jù)源的字段屬性設(shè)定或字段順序等同目標數(shù)據(jù)庫不一致。根據(jù)要求描述，有三種方案可以操作實現(xiàn)。

⑴方案一：先根據(jù)給定目標數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，人工建立數(shù)據(jù)庫，再將轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)導(dǎo)入新建立的目標數(shù)據(jù)庫中。

⑵方案二：先利用ArcGIS 軟件對應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，再根據(jù)給定目標數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫進行調(diào)整修正。

⑶方案三：先根據(jù)給定目標數(shù)據(jù)庫利用XML 工作空間文檔進行目標空數(shù)據(jù)庫的建立，再將轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)導(dǎo)入新建立的目標空數(shù)據(jù)庫中。XML 數(shù)據(jù)導(dǎo)出對話框見圖3。具體步驟如下：

圖3 XML 數(shù)據(jù)導(dǎo)出對話框

①根據(jù)提供數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出XML 工作空間文檔，結(jié)合數(shù)據(jù)實際情況，設(shè)定導(dǎo)出內(nèi)容和圖層；

②新建個人地理數(shù)據(jù)庫，將上一步導(dǎo)出的XML工作空間文檔導(dǎo)入，形成備用數(shù)據(jù)庫。此步驟能保持數(shù)據(jù)庫格式設(shè)定要求，且無需重新一一對應(yīng)建立；

③利用ArcGIS 軟件對應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換常規(guī)操作；

④將處理后數(shù)據(jù)加載至對應(yīng)圖層中，數(shù)據(jù)自動進行匹配工作。

如果給定目標數(shù)據(jù)庫本身為空數(shù)據(jù)庫，直接從步驟三開始操作。

（4）三方案比較

方案三相對于方案一，能減少人為錯誤及作業(yè)時間，提高作業(yè)效率；

方案三相對于方案二，能減少數(shù)據(jù)加載后屬性字段結(jié)構(gòu)、長度及順序等繁瑣的信息調(diào)整工作，避免調(diào)整操作中信息的丟失。固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標方案比較說明見表3。

表3 固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標方案比較說明

如果給定目標數(shù)據(jù)庫只有文字描述，并無數(shù)據(jù)庫形式，則方案三無法執(zhí)行。方案一適合字段結(jié)構(gòu)要求較少的數(shù)據(jù)，方案二適合數(shù)據(jù)量較大的數(shù)據(jù)?？删C合考慮，并在方案一或方案二中選擇。

3.3.2 固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標

因SHP 格式數(shù)據(jù)的特殊性，其字段信息甚至字段間的順序都不可更改。因此根據(jù)SHP 數(shù)據(jù)用途的不同，對其數(shù)據(jù)質(zhì)量要求也不同，而對應(yīng)采取的處理方式也會不同。

3.3.2.1 與給定目標完全一致

此類數(shù)據(jù)為高質(zhì)量數(shù)據(jù)，主要是為以后數(shù)據(jù)建庫等工作使用，除屬性值保持一致外，其字段結(jié)構(gòu)及其屬性值必須保持嚴格一致。根據(jù)要求描述，主要有兩種方案可選擇。

⑴方案四

①現(xiàn)利用ArcGIS 軟件對應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換；

②通過與目標格式的比對，對不一致字段之后的所有字段按照目標格式，按順序進行全部重新新建設(shè)置；③將屬性值賦予新建立的正確字段；

④剔除多余、錯誤字段，獲得與目標數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一致成果。

⑵方案五

①SHP 目標格式數(shù)據(jù)清除，形成空數(shù)據(jù)文件，保留字段設(shè)定，SHP 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)清除見圖4；

②將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至該空數(shù)據(jù)文件，形成自動匹配，獲得與目標數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一致成果。

圖4 方案五SHP 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)清除

⑶兩方案比較

方案四適合字段結(jié)構(gòu)基本無變化的數(shù)據(jù)文件，方案五適合空間數(shù)據(jù)量較小數(shù)據(jù)文件。當數(shù)據(jù)量大且字段結(jié)構(gòu)變化較大時，需綜合考慮后選擇。固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標完全一致方案比較說明見表4。

表4 固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標完全一致方案比較說明

3.3.2.2 與給定目標基本一致

該類數(shù)據(jù)主要作為保持通用格式使用，其特點是除屬性值及字段順序保持一致外，字段結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)為雙精度、浮點型等類數(shù)據(jù)字段精度和小數(shù)位設(shè)置不一致。針對該要求數(shù)據(jù)，目前也有兩種轉(zhuǎn)換方案。

（1）方案六：通過SHP 格式數(shù)據(jù)本身屬性表DBF 進行編輯，采用Microsoft Office Excel 97-2003版本編輯后順序可調(diào)整保持一致，但部分雙精度、浮點型類字段設(shè)定被自動定義；

（2）方案七：通過建立MDB 格式數(shù)據(jù)，根據(jù)目標調(diào)整后，導(dǎo)出為SHP 數(shù)據(jù)，因MDB 數(shù)據(jù)庫格式中對雙精度、浮點型等類字段的精度和小數(shù)無相關(guān)設(shè)定對話框，導(dǎo)出SHP 數(shù)據(jù)后，該部分字段屬性默認值為0。MDB 和SHP 雙精度字段數(shù)據(jù)類型比較見圖5。

圖5 MDB（右）和SHP（左）雙精度字段數(shù)據(jù)類型比較

（3）兩方案比較

通過作業(yè)比較，方案七比方案六處理更便捷，容易對數(shù)據(jù)進行把控，固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標基本一致方案比較說明見表5。

表5 固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標基本一致方案比較說明

4 結(jié)束語

通過固定格式的MDB 數(shù)據(jù)庫目標方案及固定格式的SHP 數(shù)據(jù)目標方案間各自的比較，發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)管理上MDB 數(shù)據(jù)庫相對于SHP 數(shù)據(jù)有較大優(yōu)勢。MDB 數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)庫的概念管理數(shù)據(jù)，同時在ArcGIS 軟件中被劃定為個人地理數(shù)據(jù)庫，有其一定的靈活性和自由性。作為目前使用最廣的中小型數(shù)據(jù)庫載體，數(shù)據(jù)的處理與編輯體驗有較高舒適性，比較適合目前大部分GIS 企業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)用模式。

SHP 格式數(shù)據(jù)作為通用格式數(shù)據(jù)得到廣泛使用，但同時存在數(shù)據(jù)管理修復(fù)或是數(shù)據(jù)整理上的缺陷，特別是字段等信息的修改處理上是一大難點。MDB 數(shù)據(jù)庫因結(jié)構(gòu)自身原因，無法與SHP 做到完美匹配對應(yīng)，針對兩種格式的數(shù)據(jù)屬性特點，在不影響數(shù)據(jù)使用，滿足數(shù)據(jù)處理的最終要求的基礎(chǔ)上，建議可以考慮適當放寬特定需求，以換取作業(yè)效率。

在大數(shù)據(jù)時代下，數(shù)據(jù)庫的建立使用將會更加頻繁，數(shù)據(jù)的管理將更加有效靈活。以MDB 為存儲基礎(chǔ)的中小數(shù)據(jù)庫將會逐漸取代通用式、過程式的SHP 數(shù)據(jù)。