1、shp 文件格式发信人: liuwenjin (bull), 信区: GIS 标 题: shp 文件格式 发信站: 两全其美 BBS (Mon Aug 29 23:36:04 2005), 本站() SHAPE 文件格式 SDE,ARC/INFO,PC ARC/INFO,Data Automation Kit(DAK)和 ArcCAD 软件提供了 shape 到 coverage 的数据转换器，ARC/INFO 同样提供了 coverage 到 shape 的转换器。为了和其他数据格式交换，shape 文件的格式在本报告中被出版。其他数据流，比如来自全球定位系统(GPS)接收机的数据能同样被存
2、为 shape 文件或 X,Y 事件表。 Shape 文件技术描述计算机程序能通过使用本节的技术描述来产生，读，写 shape 文件。 一个 ESRI 的 shape 文件包括一个主文件，一个索引文件，和一个 dBASE 表。主文件是一个直接存取，变量记录长度文件，其中每个记录描述一个有它自己的 vertices 列表的shape。在索引文件中，每个记录包含对应主文件记录离主文件头开始的偏移，dBASE 表包含一 feature 一个记录的feature 的特征。几何和属性间的一一对应关系是基于记录数目的。在 dBASE 文件中的属性记录必须和主文件中的记录是相同顺序的。 命名习惯所有文件名都
3、符合 8.3 命名习惯。主文件，索引文件和 dBASE 文件有相同的前缀。前缀必须是由字符或数字（a-Z,0-9）开始，后跟 0 到 7 个字符（a-Z,0-9，_,）主文件的后缀是.shp，索引文件的后缀是 .shx，dBASE 表的后缀是.dbf。文件名中的所有字母在对文件名敏感的操作系统中都是小写的。 例子 主文件：counties.shp 索引文件:counties.shx dBASE表： ounties.dbf 数字类型一个 shape 文件存储整数和双精度数，本文档的余数指以下类型： 整数：有符号 32 位整数（4 字节） 双精度：有符号 64 位 IEEE 双精度浮点数（8 字节
4、）浮点数必须是数字的值。负无穷，正无穷和非数字（NaN）值在shape 文件不被允许。然而 shape 文件支持没有数据的值这样的概念，但是目前只用于衡量。某些小于1038 被shape 文件读取程序用来代表没有数据的值。 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。 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 记录头 记录内容 记录头 记录内容 记录
5、头 记录内容 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 ndian（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。 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
6、域 值 类型 字节顺序 0 字节 文件代码 9994 整数 大 4 字节 未被使用 0 整数 大 8 字节 未被使用 0 整数 大 12 字节 未被使用 0 整数 大 16 字节 未被使用 0 整数 大 20 字节 未被使用 0 整数 大 24 字节 文件长度 文件长度 整数 大 28 字节 版本 1000 整数 小 32 字节 Shape 类型 Shape 类型 整数 小 36 字节 边界盒 Xmin 双精度 小 44 字节 边界盒 Ymin 双精度 小 52 字节 边界盒 Xmax 双精度 小 60 字节 边界盒 Ymax 双精度 小 68 字节* 边界盒 Zmin 双精度 小 76 字节
7、* 边界盒 Zmax 双精度 小 84 字节* 边界盒 Mmin 双精度 小 92 字节* 边界盒 Mmax 双精度 小 *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： 值 shape 类型 0 空 shape 1 点 3 多线 5 多边形 8 多点 11 点 Z 13 多线 Z 15 多边形 Z 18 多点 Z 21 点 M 23 多线 M 25 多边形 M 28 多点 M 31 多斑块 没有被
8、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 类型的没
9、有数据的值（参见 2页的数字类型） ，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 位置 域 值 类型 字节顺序 0 字节 记录数目 记录数目 整数 大 4 字节 内容长度 内容长度 整数 大 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。 主文件记录内容 Shape 文件记录内容包含一个 shape 类型和接
10、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。 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 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 0
11、 整数 1 小 在 X,Y 位置的 Shape 类型 点 一个点包括一对以 X,Y 顺序排列的双精度的坐标 Point Double X /X 坐标 Double Y /Y 坐标 表 4 点记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 1 整数 1 小 4 字节 X X 双精度 1 小 12 字节 Y Y 双精度 1 小 多点 一个多点代表一个点的集合： MultiPoint Double4 Box /边界盒 Integer NumPoints /点的数目 PointNumPoints Points /在集合中的点 边界盒以 Xmin,Ymin,Xmax,Ymax
12、存储。 表 5 多点记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 8 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 40 字节 Points Points 点 NumPoints 小 PolyLine 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
13、)和可能导致零长度的结果是不被允许的。 PolyLine Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints 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。 Parts NumParts 长
14、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。Points NumPoints 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 6 PolyLine 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 3 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumParts NumParts 整数 1 小 40 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 4
15、4 字节 Parts Parts 整数 NumParts 小 X 字节 Points Points 点 NumPoints 小 注意：X=44+4* NumParts 多边形 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。在另外，退化(degenerat
16、e)和可能导致零长度的结果是不被允许的。多边形的结构被定义为 PolyLine 结构，正如下文： Polygon Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points /所有部分的点 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。 Parts NumP
17、arts 长度的数列。为每条环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。 Points NumPoints 长度的数列。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
18、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
19、。 0 5 部 分 ： 0 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 点 ： v1 v2 v3 v4 v1 v5 v8 v7 v6 v5 表 7 多边形记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 5 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumParts NumParts 整数 1 小 40 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 44 字节 Parts Parts 整数 NumParts 小 X 字节 Points Points 点 NumPoints 小 注意：X=44+4* NumParts 在 X,Y 空
20、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。 PointM 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 Double X /X 坐标 Double Y /Y 坐标 Double M /M 衡量 表 8 PointM 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 21 整数 1 小 4 字节 X X 双精度 1 小 12 字节 Y Y 双精度 1 小 20 字节 M M 双精度 1 小 多 PointM 一个多 PointM 代表一个 Poin
21、tM 的集合： MultiPoint Double4 Box /边界盒 Integer NumPoints /点的数目 PointNumPoints Points /在集合中的点 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 DoubleNumPoints M Array /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。 Points NumPoints 长的点的数列。 M Range 以 Mmin,Mmax 顺序存储的多 PointM 的最小，最大
22、值。 M Array NumPoints 长的衡量的数组。 表 9 多 PointM 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 28 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 40 字节 Points Points 点 NumPoints 小 X*字节 Mmin Mmin 双精度 1 小 X+8*字节 Mmax Mmax 双精度 1 小 X+16*字节 Marry Marry 双精度 NumPoints 小 注意：X 40（16* NumPoints ） *可选的 多 LineM 一
23、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。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。 PolyLineM Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points /所有部分的点 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 DoubleNumPoints M Array /所有
24、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。 NumPoints 所有部分的点的总数目。 Parts NumParts 长度的数列。为每条 PolyLineV 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。 Points NumPoints 长度的数列。在 PolyLineM 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
25、没有界限。 M Range 以 Mmin,Mmax 顺序存储的多 PointM 的最小，最大值。 M Array NumPoints 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。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 10 PolyLineM 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 23 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumParts NumParts 整数 1 小 40 字节 NumPoints NumPoints 整数 1
26、小 44 字节 Parts Parts 整数 NumParts 小 X 字节 Points Points 点 NumPoints 小 Y*字节 Mmin Mmin 双精度 1 小 Y+8*字节 Mmax Mmax 双精度 1 小 Y+16*字节 Marry Marry 双精度 NumPoints 小 注意：X=44+4* NumParts Y 40（ 16* NumPoints） *可选的 多边形 M 一个多边形 M 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。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
27、是被做为它的一部分的。 多边形 M 的结构被定义为 PolyLineM 结构，正如下文： PolygonM Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points /所有部分的点 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 DoubleNumPoints M Array /所有点的衡量 多边形 M 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
28、 的顺序存储。 NumParts 在多边形 M 中环的数目。 NumPoints 所有环的点的总数目。 Parts NumParts 长度的数列。为每条环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。 Points NumPoints 长度的数列。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。 M Range 以 Mmin,Mmax 顺序存储的多 PointM 的最小，最大值。 M Array NumPoints 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
29、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。 关于 PolygonM shape 有以下注意事项： 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。 表 11 多边形 M 的记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 5 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumParts NumParts 整数 1 小 40 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 44 字节 Parts Parts 整数 NumParts 小 X
30、字节 Points Points 点 NumPoints 小 Y*字节 Mmin Mmin 双精度 1 小 Y+8*字节 Mmax Mmax 双精度 1 小 Y+16*字节 Marry Marry 双精度 NumPoints 小 注意：X=44+4* NumParts Y 40（ 16* NumPoints） *可选的在 X,Y,Z 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。 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。 PointM Double X /X 坐标
31、 Double Y /Y 坐标 Double Z /Z 坐标 Double M /M 衡量 表 12 PointZ 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 21 整数 1 小 4 字节 X X 双精度 1 小 12 字节 Y Y 双精度 1 小 20 字节 Z Z 双精度 1 小 28 字节 Measure M 双精度 1 小 多 PointZ 一个多 PointZ 代表一个 PointZ 的集合： MultiPoint Double4 Box /边界盒 Integer NumPoints /点的数目 PointNumPoints Points /在集合中的点
32、 Double2 Z Range /Z 的上下界 DoubleNumPoints Z Array /Z 的值 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 DoubleNumPoints M Array /衡量 边界盒是以 Xmin,Ymin,Xmax,Ymax 的顺序存储。Z Range是以 Mmin,Mmax 顺序存储的， M Range 是以 Mmin,Mmax顺序存储的。 表 9 多 PointM 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 28 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumPoints NumPoin
33、ts 整数 1 小 40 字节 Points Points 点 NumPoints 小 X 字节 Zmin Zmin 双精度 1 小 X+8 字节 Zmax Zmax 双精度 1 小 X+16 字节 Zarry Zarry 双精度 NumPoints 小 Y*字节 Mmin Mmin 双精度 1 小 Y+8*字节 Mmax Mmax 双精度 1 小 Y+16*字节 Marry Marry 双精度 NumPoints 小 注意：X 40（16* NumPoints ）Y=X+16+(8* NumPoints) *可选的 多 LineZ 一条 shape 文件的多 LineZ 包含一个或多个部分。
34、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。 PolyLineZ Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points /所有部分的点 Double2 Z Range /Z 的上下界 DoubleNumPoints Z Array /Z 的值 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 Do
35、ubleNumPoints M Array /所有点的衡量 PolyLineZ 的域在以下为更详细的描述： Box 被存储的 PolyLineZ 的边界盒，以Xmin,Ymin,Xmax,Ymax 的顺序存储。 NumParts 在 PolyLineZ 中部分的数目。 NumPoints 所有部分的点的总数目。 Parts NumParts 长度的数列。为每条 PolyLineZ 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。 Points NumPoints 长度的数列。在 PolyLineZ 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
36、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。 ZRange 以 Zmin,Zmax 顺序存储的多 PointZ 的最小，最大值。 Z Array NumPoints 长的衡量的数组,在多 PointZ 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。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。 M Range 以 Mmin,Mmax 顺序存储的多 PointZ 的最小，最大值。 M Array NumPoints 长的衡量的数组,在多 PointZ 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。部分数列对每
37、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 14 PolyLineZ 记录内容 位置 域 值 类型 数目 字节顺序 0 字节 shape 类型 23 整数 1 小 4 字节 Box Box 双精度 4 小 36 字节 NumParts NumParts 整数 1 小 40 字节 NumPoints NumPoints 整数 1 小 44 字节 Parts Parts 整数 NumParts 小 X 字节 Points Points 点 NumPoints 小 Y 字节 Zmin Zmin 双精度 1 小 Y+8 字节 Zmax Zmax 双精度 1 小 Y+16 字节 Zarry
38、 Zarry 双精度 NumPoints 小 Z*字节 Mmin Mmin 双精度 1 小 Z+8*字节 Mmax Mmax 双精度 1 小 Z+16*字节 Marry Marry 双精度 NumPoints 小 注意：X=44+4* NumParts Y X（16* NumPoints）Z=Y+16+(8* NumPoints) *可选的多边形 Z 一个多边形 Z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，一个多边形 Z 的环是被做为它的一部分的。 多边形 Z 的结构被定义为 PolyLineZ 结构，正如下文： PolygonZ
39、Double4 Box /边界盒 Integer NumParts /部分的数目 Integer NumPoints /点的总数目 IntegerNumParts Parts /在部分中第一个点的索引 PointNumPoints Points /所有部分的点 Double2 Z Range /Z 的上下界 DoubleNumPoints Z Array /Z 的值 Double2 M Range /衡量 M 的上下界 DoubleNumPoints M Array /所有点的衡量 多边形 Z 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 Z 中环的数目。
