淺談地理信息數據格式轉換方法

孫俊英　劉　吉

（貴州省第二測繪院，貴州貴陽 550004）

淺談地理信息數據格式轉換方法

孫俊英劉吉

（貴州省第二測繪院，貴州貴陽 550004）

隨著地理信息產業的快速發展，其數據格式也越來越多樣化，數據格式之間的轉換越來越重要，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軟件的數據格式，探討了MapGIS數據向ArcGIS數據格式轉換的幾種方法，對比分析了各種轉換方法中點、線、面各類要素轉換前后的差異，討論利用軟件本身的轉換功能進行數據格式轉換要注意的問題和解決方案。

MapGIS ArcGIS 數據轉換 地理信息系統

1　引言

隨著各領域數字化進程的推進和地理信息技術的發展，GIS已廣泛應用于各行各業，涉及到多學科多部門，但各部門在開發地理信息系統時，通常根據本部門的特定情況，采用不同的數據建模方法，選用不同廠商的軟件。由于不同軟件采用不同的空間數據格式，對地理數據的組織有很大的差異，使得各領域在共同協作中進行空間信息共享和交流時存在障礙，導致空間數據利用率低，數據重復采集和不兼容現象時有發生。因此，不同數據格式之間的無損轉換和共享變得尤為重要。

目前，在國土資源管理中縣鄉級的數據一般采用MapGIS格式，而省市級或直管部門一般都采用大型關系數據庫來集中管理數據，使用ArcGIS格式；二者在目前國內市場上都擁有很多的用戶。MapGIS是中國地質大學開發的地理信息系統軟件，是一款優秀的國產GIS軟件，它的地圖編輯功能很強大而且易于操作，它的數據庫管理系統和國土業務貼合地非常緊密，因此獲得了國內用戶的歡迎，但是它在空間數據庫的支持方面性能不太理想，空間分析功能不夠強大。ArcGIS是美國ESRI（Environmental Systems Research Institute Inc.）公司的旗艦產品，對空間數據庫的支持很強，便于大型空間數據的管理和分析，但是其地圖編輯工具國內用戶使用不方便，不易操作。很多用戶在MapGIS平臺下作圖，然后將數據轉換裝換到ArcGIS平臺下。如何把MapGIS 文件向ArcGIS文件進行完整無損地轉換，以便實現數據的標準化和共享顯得尤為重要。本文旨在探討MapGIS向ArcGIS的數據轉換實現的方法。

表1　數據轉換方式結果比較

2　MapGIS和ArcGIS數據格式

2.1MapGIS的數據格式

MapGIS數據管理的核心是工作區，存放空間對象的空間數據、拓撲數據、圖形數據和屬性數據，每個工作區都對應于一個數據文件。工作區分為點、線、面、網、表5種類型。在一個工作區中，存放許多空間實體的個體，每個體都有唯一的實體號（點號、線號、區號、網號、記錄號等），對實體數據的存取的主要依據實體號。

MapGIS將現實中的地理對象抽象成點、線、區三種圖形特征，在計算機環境中分別對應*. WT、*. WL、*. WP 三類文件，每個文件內部最大可劃分為256個圖層，同類特征對象的個體抽象可表示在不同圖層內，對象的屬性信息也可直接附加在文件內。這樣，理論上在不考慮同類特征對象間結構差異的情況下，只需要點、線、區三個文件就可以制作一幅完整的數字地圖。

MapGIS的數據交換格式是ASCⅡ碼的明碼文件，其文件結構由文件頭和數據區兩部分組成。文件頭記錄的是文件的版本和類型（點、線、面）信息；數據區記錄的是實體的幾何信息。明碼文件按要素類型分為點文件（*.wat）、線文件（*.wal）、區文件（*.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，必須轉換為MapGIS的標準文件，才能進行GIS分析與屬性信息查詢等操作。在MapGIS軟件的文件轉換模塊中，提供了對dxf、mif、E00、shape等文件的輸入輸出功能。

2.2ArcGIS的數據格式

ArcGIS通過空間數據引擎ArcSDE存貯Geodatabase對象，ArcSDE以層的方式來管理地理數據，具有共同屬性項的一類要素可以放到一層中，每個數據庫記錄對應一個實際要素。ArcSDE為數據庫中各層（layer）建立了空間索引。空間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的數據格式與表示的幾何特征的類型沒有關系。它的矢量數據格式主要有Shape、Coverage、Geodatabase和E00。Shape是一種矢量型數據文件，該文件不存儲拓撲信息，通常一個Shape由一個主文件，索引文件和DBASE文件組成， ESRI已公開其數據格式；Coverage也是一種矢量型數據文件，但其幾何和空間拓撲關系存儲在二進制文件中，與之相關的屬性數據則被存放在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、線、面或文本的集合，一個或多個Coverage要素被用于構造地理要素； Geodatabase一種采用標準關系數據庫技術來表現地理信息的數據模型，它把地理數據組織成層次型的數據對象，包括對象類、要素類、要素數據集，一個對象類在地理數據庫中是一個表，存儲非空間數據，一個要素類是具有相同幾何類型和相同屬性的要素集合，一個要素數據集是共享空間參考系統的要素類集合；E00是文本形式的數據交換格式，用于不同平臺之間的數據轉換。

2.3二者的差異

（1）屬性結構。在MapGIS中字段類型有很多種，包括字符串、字節型、短整型、長整型、浮點型、雙精度型等17種類型，字段名稱最長能容納20個字節；而ArcGIS中屬性結構隨著格式的不同而不同，Shape格式的數據字段類型包括短整型、長整型、浮點型、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，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。

（2）圖形整飾。MapGIS的點、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的數據轉換

3.1數據轉換模式

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

3.2MapGIS向ArcGIS的數據轉換方式

根據MapGIS和ArcGIS軟件本身的數據格式轉換功能，由于ArcGIS不能直接讀取MapGIS格式的數據，結合文件轉換過程中MapGIS輸出文件類型和ArcGIS輸入文件類型的特點，MapGIS向ArcGIS數據格式轉換主要可通過5種方式實現:

（1）通過dxf文件進行轉換；

（2）通過Arc/Info標準格式文件進行轉換；

（3）通過Shape文件進行轉換；

（4）通過Map Info的mif文件進行轉換；

（5）通過E00文件進行轉換。

對于上述5種轉換方式，具體操作時，先通過MapGIS的文件轉換模塊將拓撲處理好的各點、線、面要素圖層分別轉換為dxf、Arc/ Info標準格式、shape、mif和E00文件，然后通過ArcGIS實現對這些中間格式數據的讀取或轉換輸入，對于Arc/Info標準格式和shape格式的數據，ArcGIS可直接讀取；對于dxf、mif和E00格式的數據，可利用ArcToolbox中的Data InteroperabilityTool模塊轉換成ArcGIS的Geodatabase數據，再進行后期處理。

3.3轉換結果對比

空間數據轉換的內容主要包括空間定位信息、空間關系信息和屬性信息3個方面。由于MapGIS與ArcGIS的數據結構和數據模型不同，空間數據轉換后難免會存在一些差異，且空間數據經由中間格式轉換后，線與面的拓撲關系基本丟失。因此，本文研究空間數據轉換結果的好壞，主要基于空間定位信息和屬性信息比較轉換前后圖形與屬性的一致性與完整性。通過大量的轉換實踐，各轉換方式空間數據轉換前后結果對比，如表1所示。

通過上述轉換結果分析，各方法轉換效果均不太理想。但實際轉換工作中，轉換者可根據圖形本身的特點和自身對圖形的要求選取其中一種或結合幾種方法進行轉換。從操作上講，采用Shape文件和Arc/Info標準格式文件轉換的方法只需1次轉換，操作簡單方便，其它3種方法均需進行二次轉換；從轉換效果上講，通過mif和E00轉換不僅能保證圖形完整性、準確性，而且屬性數據也是完整的。

3.4轉換過程中要注意的問題

在MapGIS向ArcGIS數據轉換過程中要注意以下問題:

（1）屬性結構和內容檢查。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。如注記點文件應有注記內容屬性，不然轉入ArcGIS 后注記點文件會成為一個標識點。

（2）參數信息丟失。對于點狀、線狀、面狀要素，MapGIS文件轉換后在ArcGIS中均以缺省方式顯示出來，且對應的符號、線性、顏色、大小、寬度、填充等信息丟失。為減少轉換后數據的修改編輯工作量，轉換前應將原始數據在MapGIS內嚴密組織，數據主題分層清楚，使之轉換到ArcGIS后圖層分類仍保持不變，以便利用ArcGIS中進行統一配置。

（3）拓撲錯誤檢查。為保證數據的正確性，文件轉換過來之后，要對文件進行拓撲錯誤檢查。針對區數據，主要檢查重疊弧段、區拓撲錯誤檢查，然后進行清弧重疊坐標及自相交、清除微短弧線；針對線數據，主要進行重疊線檢查、線拓撲錯誤檢查、清線重疊坐標及自相交、清除微短線。

（4）投影參數配置和圖形修復。為了能保證轉換后的數據能正常地進行分析和整合，各圖層必須具有正確的投影，所以需要投影參數配置，同時必須進行數據修復，修復的目的是為了保證MapGIS的數據轉換后能夠符合ArcGIS的制圖規定。

4　結語

數據格式的轉換也可通過多種方式實現，本文只是在充分利用軟件本身轉換功能的前提下探討MapGIS向ArcGIS數據轉換的方法。為盡量保持數據轉換前后的一致性，用戶應充分了解數據轉換過程中可能出現的各類問題，及時檢查和糾正數據轉換后所出現的錯誤，修復丟失的信息，減少數據轉換造成的錯誤。在信息高速發展的今天，如何使數據資源最大化地共享，如何充分利用軟件的優勢互補，優化數字化生產的工藝流程，降低生產成本，提高勞動產產率，是推動GIS行業向前的一個重要問題，有待于今后進一步的探討和總結。實現由MapGIS數據向ArcGIS數據的方便的格式轉換，將使用戶可以充分利用MapGIS方便的圖層數據編輯功能和ArcGIS強大的空間數據庫支持能力，極大地方便了地圖數據制作和空間數據的維護。

［1］胡良軍，邵明安.接受外部空間數據的初步探討—兼論ArcInfo的數據接受方式［J］遙感技術與應用，2000，15（4）：256—269.

［2］張建軍，張靜波.MapGIS6.1向ArcGIS8.1的數據轉換［J］.微機發展，2003（11）：14-16.

［3］王海琴，等.MapG1S到ArcSDE的數據轉換方法與實踐［J］.國土資源遙感，2005（3）：30-33.

［4］陳勇等.數字圖數據到MAPGIS數據的格式轉換［J］.測繪學院學報，2004（3）：154-156.

［5］葉國華.空間數據格式轉換與信息共享［J］.地礦測繪，2008，24（2）：4-6.

［6］黃杏元，馬勁松，湯勤.地理信息系統概論［M］.北京：高等教育出版社，2001：89.