孫俊英　劉　吉

（貴州省第二測繪院，貴州貴陽 550004）

淺談地理信息數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法

孫俊英劉吉

（貴州省第二測繪院，貴州貴陽 550004）

隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其數(shù)據(jù)格式也越來越多樣化，數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換越來越重要，本文選取市場上廣泛使用的MapGIS和ArcGIS軟件，討論了MapGIS和ArcGIS兩種GIS軟件的數(shù)據(jù)格式，探討了MapGIS數(shù)據(jù)向ArcGIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的幾種方法，對比分析了各種轉(zhuǎn)換方法中點(diǎn)、線、面各類要素轉(zhuǎn)換前后的差異，討論利用軟件本身的轉(zhuǎn)換功能進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換要注意的問題和解決方案。

MapGIS ArcGIS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 地理信息系統(tǒng)

1　引言

隨著各領(lǐng)域數(shù)字化進(jìn)程的推進(jìn)和地理信息技術(shù)的發(fā)展，GIS已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，涉及到多學(xué)科多部門，但各部門在開發(fā)地理信息系統(tǒng)時，通常根據(jù)本部門的特定情況，采用不同的數(shù)據(jù)建模方法，選用不同廠商的軟件。由于不同軟件采用不同的空間數(shù)據(jù)格式，對地理數(shù)據(jù)的組織有很大的差異，使得各領(lǐng)域在共同協(xié)作中進(jìn)行空間信息共享和交流時存在障礙，導(dǎo)致空間數(shù)據(jù)利用率低，數(shù)據(jù)重復(fù)采集和不兼容現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，不同數(shù)據(jù)格式之間的無損轉(zhuǎn)換和共享變得尤為重要。

目前，在國土資源管理中縣鄉(xiāng)級的數(shù)據(jù)一般采用MapGIS格式，而省市級或直管部門一般都采用大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫來集中管理數(shù)據(jù)，使用ArcGIS格式；二者在目前國內(nèi)市場上都擁有很多的用戶。MapGIS是中國地質(zhì)大學(xué)開發(fā)的地理信息系統(tǒng)軟件，是一款優(yōu)秀的國產(chǎn)GIS軟件，它的地圖編輯功能很強(qiáng)大而且易于操作，它的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和國土業(yè)務(wù)貼合地非常緊密，因此獲得了國內(nèi)用戶的歡迎，但是它在空間數(shù)據(jù)庫的支持方面性能不太理想，空間分析功能不夠強(qiáng)大。ArcGIS是美國ESRI（Environmental Systems Research Institute Inc.）公司的旗艦產(chǎn)品，對空間數(shù)據(jù)庫的支持很強(qiáng)，便于大型空間數(shù)據(jù)的管理和分析，但是其地圖編輯工具國內(nèi)用戶使用不方便，不易操作。很多用戶在MapGIS平臺下作圖，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝換到ArcGIS平臺下。如何把MapGIS 文件向ArcGIS文件進(jìn)行完整無損地轉(zhuǎn)換，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和共享顯得尤為重要。本文旨在探討MapGIS向ArcGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的方法。

表1　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式結(jié)果比較

2　MapGIS和ArcGIS數(shù)據(jù)格式

2.1MapGIS的數(shù)據(jù)格式

MapGIS數(shù)據(jù)管理的核心是工作區(qū)，存放空間對象的空間數(shù)據(jù)、拓?fù)鋽?shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，每個工作區(qū)都對應(yīng)于一個數(shù)據(jù)文件。工作區(qū)分為點(diǎn)、線、面、網(wǎng)、表5種類型。在一個工作區(qū)中，存放許多空間實(shí)體的個體，每個體都有唯一的實(shí)體號（點(diǎn)號、線號、區(qū)號、網(wǎng)號、記錄號等），對實(shí)體數(shù)據(jù)的存取的主要依據(jù)實(shí)體號。

MapGIS將現(xiàn)實(shí)中的地理對象抽象成點(diǎn)、線、區(qū)三種圖形特征，在計(jì)算機(jī)環(huán)境中分別對應(yīng)*. WT、*. WL、*. WP 三類文件，每個文件內(nèi)部最大可劃分為256個圖層，同類特征對象的個體抽象可表示在不同圖層內(nèi)，對象的屬性信息也可直接附加在文件內(nèi)。這樣，理論上在不考慮同類特征對象間結(jié)構(gòu)差異的情況下，只需要點(diǎn)、線、區(qū)三個文件就可以制作一幅完整的數(shù)字地圖。

MapGIS的數(shù)據(jù)交換格式是ASCⅡ碼的明碼文件，其文件結(jié)構(gòu)由文件頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成。文件頭記錄的是文件的版本和類型（點(diǎn)、線、面）信息；數(shù)據(jù)區(qū)記錄的是實(shí)體的幾何信息。明碼文件按要素類型分為點(diǎn)文件（*.wat）、線文件（*.wal）、區(qū)文件（*.wap）三種。明碼文件只有要素的幾何信息而沒有要素的屬性信息，只能用于地圖的顯示和出版，必須轉(zhuǎn)換為MapGIS的標(biāo)準(zhǔn)文件，才能進(jìn)行GIS分析與屬性信息查詢等操作。在MapGIS軟件的文件轉(zhuǎn)換模塊中，提供了對dxf、mif、E00、shape等文件的輸入輸出功能。

2.2ArcGIS的數(shù)據(jù)格式

ArcGIS通過空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE存貯Geodatabase對象，ArcSDE以層的方式來管理地理數(shù)據(jù)，具有共同屬性項(xiàng)的一類要素可以放到一層中，每個數(shù)據(jù)庫記錄對應(yīng)一個實(shí)際要素。ArcSDE為數(shù)據(jù)庫中各層（layer）建立了空間索引?？臻g索引是將層從邏輯上分成一個個小塊，稱為“cell”，層中的要素則分解到各cell中加以描述，并將此描述信息寫到索引表中。

ArcGIS的數(shù)據(jù)格式與表示的幾何特征的類型沒有關(guān)系。它的矢量數(shù)據(jù)格式主要有Shape、Coverage、Geodatabase和E00。Shape是一種矢量型數(shù)據(jù)文件，該文件不存儲拓?fù)湫畔?，通常一個Shape由一個主文件，索引文件和DBASE文件組成， ESRI已公開其數(shù)據(jù)格式；Coverage也是一種矢量型數(shù)據(jù)文件，但其幾何和空間拓?fù)潢P(guān)系存儲在二進(jìn)制文件中，與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)則被存放在INFO表或RDBMS中，Coverage是要素類組織后的集合，每個要素類都是一些點(diǎn)、線、面或文本的集合，一個或多個Coverage要素被用于構(gòu)造地理要素； Geodatabase一種采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)來表現(xiàn)地理信息的數(shù)據(jù)模型，它把地理數(shù)據(jù)組織成層次型的數(shù)據(jù)對象，包括對象類、要素類、要素?cái)?shù)據(jù)集，一個對象類在地理數(shù)據(jù)庫中是一個表，存儲非空間數(shù)據(jù)，一個要素類是具有相同幾何類型和相同屬性的要素集合，一個要素?cái)?shù)據(jù)集是共享空間參考系統(tǒng)的要素類集合；E00是文本形式的數(shù)據(jù)交換格式，用于不同平臺之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

2.3二者的差異

（1）屬性結(jié)構(gòu)。在MapGIS中字段類型有很多種，包括字符串、字節(jié)型、短整型、長整型、浮點(diǎn)型、雙精度型等17種類型，字段名稱最長能容納20個字節(jié)；而ArcGIS中屬性結(jié)構(gòu)隨著格式的不同而不同，Shape格式的數(shù)據(jù)字段類型包括短整型、長整型、浮點(diǎn)型、雙精度型、文本、日期型等6種，而字段名稱也只有1 0個字節(jié)，Pers onal Geodatabase就不同了，字段類型較Shape中增加Blob、Raster、Guid等3種類型，字段名也能容納64個字節(jié)。

（2）圖形整飾。MapGIS的點(diǎn)、線、面文件可以存儲圖形的渲染信息，但是在ArcGIS中圖形的整飾信息不依附于要素集，整飾信息可以通過工程來存儲。

（3）注釋。在MapGIS中，注釋是存儲在點(diǎn)文件中，在其它幾何類型文件中是不能存儲的。而ArcGIS中，文字可以以標(biāo)注的形式依附于要素類存在，注釋文件也有，但是在Shape文件中是不存在的，可以在其它格式中存在。

3　MapGIS向ArcGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式

目前， GIS軟件本身自帶的空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能主要存在3種模式。一是基于dxf的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式。dxf （Drawing Exchange Format）是AutoCAD公司開發(fā)的用于AutoCAD與其它軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)文件格式，是AutoCAD程序使用的ASCII格式的繪圖交換文件。二是基于GIS外部文本文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式，由于商業(yè)秘密或安全等原因，用戶難以讀懂GIS軟件本身的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式文件，為促進(jìn)軟件的推廣應(yīng)用，部分GIS軟件向用戶提供了外部文本文件。三是基于直接數(shù)據(jù)訪問的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式，直接數(shù)據(jù)訪問是指在一個GIS軟件中實(shí)現(xiàn)對其他軟件數(shù)據(jù)格式的直接訪問。

3.2MapGIS向ArcGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式

根據(jù)MapGIS和ArcGIS軟件本身的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，由于ArcGIS不能直接讀取MapGIS格式的數(shù)據(jù)，結(jié)合文件轉(zhuǎn)換過程中MapGIS輸出文件類型和ArcGIS輸入文件類型的特點(diǎn)，MapGIS向ArcGIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換主要可通過5種方式實(shí)現(xiàn):

（1）通過dxf文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

（2）通過Arc/Info標(biāo)準(zhǔn)格式文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

（3）通過Shape文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

（4）通過Map Info的mif文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

（5）通過E00文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

對于上述5種轉(zhuǎn)換方式，具體操作時，先通過MapGIS的文件轉(zhuǎn)換模塊將拓?fù)涮幚砗玫母鼽c(diǎn)、線、面要素圖層分別轉(zhuǎn)換為dxf、Arc/ Info標(biāo)準(zhǔn)格式、shape、mif和E00文件，然后通過ArcGIS實(shí)現(xiàn)對這些中間格式數(shù)據(jù)的讀取或轉(zhuǎn)換輸入，對于Arc/Info標(biāo)準(zhǔn)格式和shape格式的數(shù)據(jù)，ArcGIS可直接讀??；對于dxf、mif和E00格式的數(shù)據(jù)，可利用ArcToolbox中的Data InteroperabilityTool模塊轉(zhuǎn)換成ArcGIS的Geodatabase數(shù)據(jù)，再進(jìn)行后期處理。

3.3轉(zhuǎn)換結(jié)果對比

空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的內(nèi)容主要包括空間定位信息、空間關(guān)系信息和屬性信息3個方面。由于MapGIS與ArcGIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)模型不同，空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后難免會存在一些差異，且空間數(shù)據(jù)經(jīng)由中間格式轉(zhuǎn)換后，線與面的拓?fù)潢P(guān)系基本丟失。因此，本文研究空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的好壞，主要基于空間定位信息和屬性信息比較轉(zhuǎn)換前后圖形與屬性的一致性與完整性。通過大量的轉(zhuǎn)換實(shí)踐，各轉(zhuǎn)換方式空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后結(jié)果對比，如表1所示。

通過上述轉(zhuǎn)換結(jié)果分析，各方法轉(zhuǎn)換效果均不太理想。但實(shí)際轉(zhuǎn)換工作中，轉(zhuǎn)換者可根據(jù)圖形本身的特點(diǎn)和自身對圖形的要求選取其中一種或結(jié)合幾種方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從操作上講，采用Shape文件和Arc/Info標(biāo)準(zhǔn)格式文件轉(zhuǎn)換的方法只需1次轉(zhuǎn)換，操作簡單方便，其它3種方法均需進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換；從轉(zhuǎn)換效果上講，通過mif和E00轉(zhuǎn)換不僅能保證圖形完整性、準(zhǔn)確性，而且屬性數(shù)據(jù)也是完整的。

3.4轉(zhuǎn)換過程中要注意的問題

在MapGIS向ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中要注意以下問題:

（1）屬性結(jié)構(gòu)和內(nèi)容檢查。對于屬性字段要注意兼容性，不能包含ArcGIS不支持的字段類型，屬性值中不能含有異常字符。如注記點(diǎn)文件應(yīng)有注記內(nèi)容屬性，不然轉(zhuǎn)入ArcGIS 后注記點(diǎn)文件會成為一個標(biāo)識點(diǎn)。

（2）參數(shù)信息丟失。對于點(diǎn)狀、線狀、面狀要素，MapGIS文件轉(zhuǎn)換后在ArcGIS中均以缺省方式顯示出來，且對應(yīng)的符號、線性、顏色、大小、寬度、填充等信息丟失。為減少轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的修改編輯工作量，轉(zhuǎn)換前應(yīng)將原始數(shù)據(jù)在MapGIS內(nèi)嚴(yán)密組織，數(shù)據(jù)主題分層清楚，使之轉(zhuǎn)換到ArcGIS后圖層分類仍保持不變，以便利用ArcGIS中進(jìn)行統(tǒng)一配置。

（3）拓?fù)溴e誤檢查。為保證數(shù)據(jù)的正確性，文件轉(zhuǎn)換過來之后，要對文件進(jìn)行拓?fù)溴e誤檢查。針對區(qū)數(shù)據(jù)，主要檢查重疊弧段、區(qū)拓?fù)溴e誤檢查，然后進(jìn)行清弧重疊坐標(biāo)及自相交、清除微短弧線；針對線數(shù)據(jù)，主要進(jìn)行重疊線檢查、線拓?fù)溴e誤檢查、清線重疊坐標(biāo)及自相交、清除微短線。

（4）投影參數(shù)配置和圖形修復(fù)。為了能保證轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)能正常地進(jìn)行分析和整合，各圖層必須具有正確的投影，所以需要投影參數(shù)配置，同時必須進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，修復(fù)的目的是為了保證MapGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后能夠符合ArcGIS的制圖規(guī)定。

4　結(jié)語

數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換也可通過多種方式實(shí)現(xiàn)，本文只是在充分利用軟件本身轉(zhuǎn)換功能的前提下探討MapGIS向ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法。為盡量保持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的一致性，用戶應(yīng)充分了解數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中可能出現(xiàn)的各類問題，及時檢查和糾正數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后所出現(xiàn)的錯誤，修復(fù)丟失的信息，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換造成的錯誤。在信息高速發(fā)展的今天，如何使數(shù)據(jù)資源最大化地共享，如何充分利用軟件的優(yōu)勢互補(bǔ)，優(yōu)化數(shù)字化生產(chǎn)的工藝流程，降低生產(chǎn)成本，提高勞動產(chǎn)產(chǎn)率，是推動GIS行業(yè)向前的一個重要問題，有待于今后進(jìn)一步的探討和總結(jié)。實(shí)現(xiàn)由MapGIS數(shù)據(jù)向ArcGIS數(shù)據(jù)的方便的格式轉(zhuǎn)換，將使用戶可以充分利用MapGIS方便的圖層數(shù)據(jù)編輯功能和ArcGIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)庫支持能力，極大地方便了地圖數(shù)據(jù)制作和空間數(shù)據(jù)的維護(hù)。

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