基于林業資源管理Arcgis文件格式的選擇

丁賡

摘 要：目前以ArcGIS軟件為主的“3S”系統在林業資源管理中得到了廣泛的應用，但仍然以Shapefile格式為主。Shapefile格式文件雖然簡單易用，但在面對大數據和復雜林業數據模型時會出現較多的局限性。該文通過Shapefile和Geodatabase 2種文件格式的優缺點簡單對比，進而闡明Geodatabase在林業資源管理中更適合林業資源管理。

關鍵詞：林業資源管理；ArcGIS；Shapefile；Geodatabase

中圖分類號 TP311.52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）02-103-02

林業資源管理針對林業數據資源進行管理，是組織和指導林業生產的重要依據。使用GIS系統大大提高了林業資源數據管理水平，實現了林業數據資源的一體化、自動化。ArcGIS是目前使用最多的GIS軟件，它的應用提高了林業資源數據一體化查詢、統計分析和資源更新等操作的執行效率。本文現就ArcGIS所使用的2種主要文件格式Shapefile和Geodatabase進行分析比較：

1 Shapefile格式

Shapefile是一種開放的非拓撲的簡單幾何數據類型，在ArcGIS數據處理上被廣泛應用。Shapefile是用dBASE數據庫格式（.dbf文件）來儲存要素屬性的，dBase是30a前廣泛使用的數據格式，目前已基本處于淘汰的地位。雖然Shapefile簡單易用，但其是以dBASE為基礎的數據格式還是有很大的局限性，主要表現在以下幾個方面：

1.1 文件容量的限制 Shapefile單個文件最大不能超過2GB，以點要素為例，最多約能存儲7 000萬個。這個容量雖然可以滿足縣級以下的林業資源管理，但對林業資源管理發展仍存在限制。

1.2 不支持高級對象 Shapefile不支持注記要素類、關系類、拓撲關系、屬性域和子類、坐標精度和分辨率等。其中不支持注記這點在對圖型進行標注只能依靠要素的屬性表標注完成，使工作變得死板。

1.3 字段存儲的限制 Shapefile無法存儲空值，對 Unicode字符串的支持不足，字段名稱最長只能為10個字符，且在同一字段中無法同時存儲日期和時間。Shapefile支持的最大字段數為255。如果超過上限，在轉換成Shapefile文件時只會轉換前255個字段，其余將會被舍棄。

1.4 性能的限制 由于要素圖形壓縮方法的不同，shapefile文件所占用的空間可能為Geodatabase文件的3～5倍，另外Shapefile的空間索引效率較數據庫低，使得同地理數據庫要素類的數據庫索引相比，空間查詢耗時更長。當處理大量要素時，效率也會更低。當保存所做編輯時屬性索引會被刪除，因此必須重新創建屬性索引，這個缺點在對全局進行大數據分析是表現的尤為明顯。dBASE文件是不支持SQL的。Shapefile文件結構所表現的缺點還有其他如字段寬度、多面體存儲等方面的限制但由于對林業資源管理影響不大這里就不逐一解釋了。

2 Geodatabase格式

Geodatabase是建立在DBMS之上的統一的、智能化地理信息數據模型，可以用來表達和管理地理信息，是ArcGIS的主要存儲數據方式。基本元素包括表（Table）、要素類（Features）、要素數據集（feature Dataset）、關系類（Relationship）幾何網絡（Geometric Network）。Geodatabase提供對要素類及其拓撲關系、復合網絡、要素間關系及其他面向對象要素的支持。

Geodatabase包括File Geodatabase，Personal Geodatabase，ArcSDEGeodatabase3種文件格式。PersonalGeodatabase僅支持Windows平臺，由于數據庫格式和平臺的限制已被FileGeodatabase代替。ArcSDEGeodatabase支持多種專業數據庫格式，支持Windows、UNIX及Linux平臺。這種文件形式需要專業技術人員管理維護數據庫，相對目前縣級林業部門技術門檻較高，因此適合水平較高的林業資源管理者使用。Geodatabase模型有以下優點：

2.1 系統集成化水平高 所有圖形數據和屬性數據統一存儲在RDBMS（關系數據庫管理系統）中。PersonalGeodatabase除外，ArcSDEGeodatabase通過AreSDE儲存在IBM DB2、Informix、Oracle或者Microsoft SQL Server中。這極大地提高了系統集成化水平，簡化了數據的管理和維護。

2.2 提高了數據庫性能 便于使用數據庫管理系統（DBMS）支持的多用戶并發訪問、事務管理、失敗事務恢復、用戶權限策略等數據庫管理機制，有利于空間數據共享、數據安全，提高了數據庫性能。

2.3 支持智能化的要素、規則和關系 Geodatabase內建了多種對象模型，提供對各種非空間對象（要素）的多種標準化支持，而且還支持許多高級對象模型。例如，幾何和邏輯網絡、真正的曲線、復雜的多義線，以及用戶制定的要素。用戶可定義拓撲、關聯關系和規則，以規定要素類之間如何相互作用。要素的拓撲驗證必須在Geodatabase模型使用。

2.4 提高了工作效率 Geodatabase模型優點看似復雜難懂，但對林業資源管理具有重要意義。使用FileGeodatabase代替Shapefile，則各類林業資源數據分析運算更快，提高工作效率。文件夾形式的儲存使各類數據相對獨立，方便管理維護，同時更小的文件字節數節省了磁盤空間。另外Geodatabase提供對MapGIS、Autocad的更好支持，在進行文件轉化時，使用EXPORT DATA命令可以完整導入原有文件各種信息。并可保持與原文件相同的圖層結構。在ArcCatalog 中Simple Data Loader Wizard（簡單數據載入向導）允許指定大量的源表和要素類載入和他們的模式匹配的目標要素類或關系表的字段中。在系統工具箱里的analysis tools（分析工具）均可在Geodatabase中對要素和表進行分析計算。

3 結語

隨著arcgis在林業資源管理中廣泛的得到使用，如何提高工作效率逐漸被廣大林業工作者所重視。在arcgis中Geodatabase是一種與應用程序共享的通用框架，將林業資源數據與空間數據結合管理。可上傳至ArcGIS Server網絡服務器，為以后林業大數據分析、共享提供數據基礎。通過本文分析可知，Geodatabase的使用需要一些數據庫知識，看似比Shapefile復雜，但它的優勢也顯而易見的。

參考文獻

[1]吳秀芹，長洪巖，李瑞改，等.ArcGIS9地理信息系統應用與實踐[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2]余應剛，包世泰，新型的GIS數據庫-Geodatabase[J].廣西師院學報（自然科學版），2000，17（4）

[3]曾杉.Geodatabase設計教程[M].北京：ArcGIS中國培訓中心，2003.

[4]崔鐵軍.地理空間數據庫原理[M].北京：科學出版社，2007.

（責編：張宏民）