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防治责任范围shp矢量化文件详细解读
2020年12月7日,水土保持监测中心发布了新的《生产建设项目水土保持方案技术审查要点》(水保监〔2020〕63号文)。其中对防治责任范围矢量化数据提出了要求。主要是对数据格式、坐标系、以及数据的内容。
数据格式和坐标系,我们不多赘述,是大家都知道的shp格式以及2000国家大地坐标系。 数据内容这块,我们详细展开说一下。 shp文件的制作,一般习惯都是gis软件制作再导出。gis软件,常用的有ArcGIS,QGIS等等,都是可以做shp的。
(注意:奥维软件虽然可以导出shp文件,但是由于奥维导出的shp文件属性表字段不符合全国水土保持信息管理上报系统的要求,所以奥维导出的shp格式文件,必须要经gis软件做进一步处理后才可以上传管理系统)
做的时候,要透彻理解63号文件中这8句话:1、矢量图只标识项目防治责任范围边界和位置,拓扑关系明晰。2、防治责任范围矢量图应完整包含项目各组成部分的边界或者位置。3、防治责任范围矢量图边界必须与水土保持方案中的水土流失防治责任范围图边界保持一致。4、对于需要永久征占地的主体工程区及可以确定具体边界的面状工程,使用一个或若干个多边形表示其防治责任范围的空间位置和边界,可以直接用征占地范围表示。5、对于方案中难以确定具体边界的面状临时工程或者组成部分,如取土场、弃渣(砂、石、土)场、施工营地等,可以用一个点来表示,该点应尽可能是中心点。6、对于不能确定具体边界的线状临时工程或者组成部分,如施工便道等,可以用起止点连线生成的窄面(一定宽度的带状缓冲区)来表示。7、对于不能确定具体边界的线状工程,如油气管线、铁路、输电线路等,可以用线路走向中心线生成的窄面来表示。8、点、面图形要分别保存在点状 shp 和面状 shp文件中。
意思就是,做出来的矢量图形shp文件,要反映防治责任范围的具体边界和地理位置,要和cad制图中的防治责任范围边界保持一致,并且能与实际的地理位置中对应上,还要包括项目的各个组成部分(也就是各个建设内容或分区)。
对于可以明确占地范围边界的,要用面状图形来表示,对于方案阶段还不能确定具体范围边界的组成部分,比如取土场、弃土场、施工营地,可以用该组成部分的中心点(点状图形)来表示。对于线型工程,要用gis里的缓冲工具,缓冲成面来表示。
以上是对shp矢量文件的内容要求。然后是shp文件构成这一块,有的人看了63号文以后,以为要做出如同下表1这样格式的文件,这个理解错了。下边这个只是用表格的形式说明,shp文件的属性表是什么样子,不是说要做出这样形式的表格。
实际上,做好的shp文件,你如果打开属性表,看到的就是2部分:面积和组成部分。
面积,要求是数字,单位是公顷,数据类型这里的double,翻译过来就是双精度,大家理解成数字的一种格式要求就行了。
组成部分,要求是汉字,没有单位,大家填写的时候,可以写分区的名字,或者把分区都合并了,那就直接写整个项目的防治责任范围就行。 剩下其他的fid,shape这两列,是自动生成的,不用我们去操作设置的。 我们唯一要关心的就是:矢量图形位置在地图上是否准确,属性表是不是包含面积和组成部分2块内容就行了。
双精度浮点数(double)是计算机使用的一种数据类型,使用 64 位(8字节) 来存储一个浮点数。 它可以表示十进制的15或16位有效数字,其可以表示的数字的绝对值范围大约是:-1.79E+308 ~ +1.79E+308。所以常常用双精度浮点数来表示小数。
shp图层,大家可以简单理解成,包括点,线,面。点或者线,是没法就统计面积的。
所以我们做shp矢量化文件时,一般情况下,都是要求面图形,因为要填面积,只有面,才是有面积的。
对于表2,这样理解,弃渣场在方案编制阶段,是无法明确具体的范围边界的,所以可以用点的形式来表示,也就是point图形。然后弃渣场的名字,备注,要求填写的是汉字,也就是text类型。最大堆高,容量,要求填写的是数字,所以是double类型。数据长度,弃渣场的名字,备注不超过254个字节,这肯定是绰绰有余了。单位,弃渣场的名字,备注没有单位,堆高的单位是米(m),容量的单位是立方米(m3)。
以上就是关于防治责任范围矢量化数据的具体解读,插入一个广告,『有水平』2020年录制了一套关于如何快速制作shp矢量化文件的视频课程,一共有8个视频,有需要的可以点击下方链接看看。
课程目录:
下面是扩展阅读,给大家分享一篇关于shp文件的详细格式介绍文章,大家可以了解一下shp文件的构成。
SHP(shapefile)文件详细格式介绍
ESRI Shapefile(shp),或简称shapefile,是美国环境系统研究所公司(ESRI)开发的一种空间数据开放格式。
美国环境系统研究所公司(Environmental Systems Research Institute, Inc. 简称ESRI公司)成立于1969年,是世界最大的地理信息系统技术提供商。我们常用的ArcGIS就是该公司的产品。
一个ESRI(Environmental Systems Research Institute)的shape文件包括一个主文件,一个索引文件,和一个dBASE表。其中主文件的后缀就是.shp。
Shapefile属于一种矢量图形格式,它能够保存几何图形,比如点、线、面的位置及相关属性。例如,Shapefile文件可以存储井点、河流、湖泊等空间对象的几何位置。除了几何位置,shp文件也可以存储这些空间对象的属性,例如一条河流的名字,一个城市的降雨量、温度等等。
Shapefile是一种比较原始的矢量数据存储方式,它仅仅能够存储几何体的位置数据,而无法在一个文件之中同时存储这些几何体的属性数据。因此,Shapefile还必须附带一个二维表用于存储Shapefile中每个几何体的属性信息。Shapefile中许多几何体能够代表复杂的地理事物,并为他们提供强大而精确的计算能力。
所以大家就知道,为什么我们导出来的shp文件,是有好几个文件组成的,而不是一个,其中第2个.dbf文件对应的是属性表数据。
Shapefile文件指的是一种文件存储的方法,实际上该种文件格式是由多个文件组成的。其中,要组成一个Shapefile,有三个文件是必不可少的,它们分别是'.shp', '.shx'与 '.dbf'文件。表示同一数据的一组文件其文件名前缀应该相同。
例如,存储一个关于湖的几何与属性数据,就必须有lake.shp,lake.shx与lake.dbf三个文件。而其中“真正”的Shapefile的后缀为shp,然而仅有这个文件数据是不完整的,必须要把其他两个附带上才能构成一组完整的地理数据。
除了这三个必须的文件以外,还有八个可选的文件,使用它们可以增强空间数据的表达能力。此外,所有的文件都必须位于同一个目录之中。
必须的文件:
.shp— 图形格式,用于保存元素的几何实体。
.shx— 图形索引格式。几何体位置索引,记录每一个几何体在shp文件之中的位置,能够加快向前或向后搜索一个几何体的效率。
.dbf— 属性数据格式,存储每个几何形状的属性数据。
其他可选的文件:
.prj— 投帧式,用于保存地理坐标系统与投影信息,是一个存储well-known text投影描述符的文本文件。
.sbn和.sbx— 几何体的空间索引。
.fbn和.fbx— 只读的Shapefiles的几何体的空间索引。
.ain和.aih— 列表中活动字段的属性索引。
.ixs— 可读写Shapefile文件的地理编码索引。
.mxs— 可读写Shapefile文件的地理编码索引(ODB格式)。
.atx—.dbf文件的属性索引。
.shp.xml— 以XML格式保存元数据。
.cpg— 用于描述.dbf文件的代码页,指明其使用的字符编码。
在每个.shp,.shx与.dbf文件之中,图形在每个文件的排序是一致的。也就是说,.shp的第一条记录与.shx及.dbf之中的第一条记录相对应,如此类推。此外,在.shp与.shx之中,有许多字段的字节序是不一样的。因此用户在编写读取这些文件格式的程序时,必须十分小心地处理不同文件的不同字节序。
根据以上描述,我们就知道,上边“阿克陶小区防治责任范围”图片中,必要的文件是第2、4、5个。
Shapefile图形格式 (.shp)
Shapefile格式的主文件包含了地理参照数据。该文件由一个定长的文件头和一个或若干个变长的记录数据组成。每一条变长数据记录包含一个记录头和一些记录内容。
注意,虽然Shapefile文件的后缀名与AutoCAD的图形字体源格式它们的文件后缀名相同的,都是.shp,请不要把它们混淆。这也是为什么,上边“阿克陶小区防治责任范围”图片中,后边2个文件,看起来貌似可以被cad打开,实际上它们与cad一点关系也没有,仅仅是因为后缀名一致,被cad软件识别出来并关联了。
主文件头包含17个字段,共100个字节,其中包含九个4字节(32位有符号整数,int32)整数字段,紧接着是八个8字节(双精度浮点数)有符号浮点数字段。
变长记录的内容由图形的类型决定。Shapefile支持以下的图形类型:值图形类型字段
0空图形无
1Point(点)X, Y
3Polyline(折线)(最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点
5Polygon(多边形)(最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点
8MultiPoint(多点)(最小包围矩形)MBR,点的数目,所有点
11PointZ(带Z与M坐标的点)X, Y, Z, M
13PolylineZ(带Z或M坐标的折线)必须的: (最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点,Z坐标范围, Z坐标数组
可选的: M坐标范围, M坐标数组
15PolygonZ(带Z或M坐标的多边形)必须的: (最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点,Z坐标范围, Z坐标数组
可选的: M坐标范围, M坐标数组
18MultiPointZ(带Z或M坐标的多点)必须的: (最小包围矩形)MBR,点的数目,所有点, Z坐标范围, Z坐标数组
可选的: M坐标范围, M坐标数组
21PointM(带M坐标的点)X, Y, M
23PolylineM(带M坐标的折线)必须的: (最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点
可选的: M坐标范围, M坐标数组
25PolygonM(带M坐标的多边形)必须的: (最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点
可选的: M坐标范围, M坐标数组
28MultiPointM(带M坐标的多点)必须的: (最小包围矩形)MBR,点的数目,所有点
可选的: M坐标范围, M坐标数组
31MultiPatch必须的: (最小包围矩形)MBR,组成部分数目,点的数目,所有组成部分,所有点,Z坐标范围, Z坐标数组
可选的: M坐标范围, M坐标数组
在普通的使用中,Shapefile通常包含点、折线与多边形。带有Z坐标的形状是三维的。带有M坐标的形状是包含一个用户指定的测量值,该测量值定义在每一个点坐标之上。三维的Shapefile十分罕见。此外,实际应用中通常,Shapefile的M测量值这个功能已经被其他功能更加强大和稳健的数据库取代,Shapefile一般只负责几何数据。
Shapefile图形索引格式(.shx)
Shapefile的文件索引包含与.shp文件相同的100个字节的文件头,然后跟随着不定数目的8字节定长记录,每个记录都有两个字段:
字节类型字节序用途
0–3int32大端序记录位移(用16位整数表示)
4–7int32大端序记录长度(用16位整数表示)
因为这个图形索引每个数据项都是定长的,因此程序只要在这个图形索引中向前或向后遍历,读取索引中所记录的记录位移与记录长度,程序就可以很快地向前或向后遍历整个Shapefile,在.shp文件中找到任意一个几何体的正确位置。
Shapefile属性格式(.dbf)
每个图形的属性数据存储在dBase格式的数据表之中。属性数据也可以存储在另一种开放的数据表格式xBase格式之中。在开源Shapefile函数库Shapefile C library中就是这样存储的。
Shapefile投帧式(.prj)
.prj文件中的信息包含了.shp文件中几何数据所使用的经纬度坐标系统。尽管这个文件不是必须的,一般使用都会提供它,这样用户就无需猜测所给的坐标的经纬度系统。
ArcGIS Desktop 9及以后的版本使用well-known text格式来生成坐标系统描述信息。以前的ArcGIS版本和某些第三方软件通常生成如下的这种格式:
老的投影文件格式样例:
Projection UTM
Zunits NO
Units METERS
Spheroid CLARKE1866
Xshift 0.0000000000
Yshift -4000000.0000000000
Parameters
-108 0 0.000 /* longitude
36 0 0.000 /* latitude
新的WKT格式样例:
GEOGCS['GCS_North_American_1927',DATUM['D_North_American_1927',SPHEROID['Clarke_1866',6378206.4,294.9786982]],PRIMEM['Greenwich',0],UNIT'Degree',0.0174532925199433
.prj文件中包含以下信息:
经纬度坐标系统或地图投影的名称
测量基准
椭球体参数
本初子午线
所使用的单位
用于定义地图投影的参数,例如:
纬度原点
缩放比例
中央经线
北伪偏移
东伪偏移
标准纬线
Shapefile空间索引格式(.sbn)
这是一个二进制的空间索引文件,仅仅可以应用在ESRI的软件之中。其文件格式没有公开的文档,其他GIS软件厂商也没有实现这个文件。.sbn并不是必须的,因为.shp文件之中已经包含了所有的解析空间数据所需的信息。
Shapefile与拓扑
Shapefile无法存储拓扑信息。在ESRI的文件格式中,ArcInfo 的Coverage、以及Personal/File/Enterprise地理数据库,能够保存地理要素的拓扑信息。
空间表达
在shapefile文件之中,所有的折线与多边形都是用点来定义,点与点之间采用线性插值,也就是说点与点之间都是用线段相连。在数据采集时,点与点之间的距离决定了该文件所使用的比例。当图形放大超过一定比例的时候,图形就会呈现出锯齿。要使图形看上去更加平滑,那么就必须使用更多的点,这样就会消耗更大的存储空间。
数据存储
.shp文件或.dbf文件最大的体积不能够超过2 GB(或2位)。也就是说,一个shapefile最多只能够存储七千万个点坐标。文件所能够存储的几何体的数目取决于单个要素所使用的顶点的数目。
属性数据库格式所使用的.dbf文件基于一个比较古老的dBase标准。这种数据库格式天生有许多限制,例如:
无法存储空值。这对于数量数据来说是一个严重的问题,因为空值通常都用0来代替,这样会歪曲很多统计表达的结果。
对字段名或存储值中的Unicode支持不理想。
字段名最多只能够有10个字符。
最多只能够有255个字段。
只支持以下的数据类型:浮点类型(13字节存储空间),整数(4或9字节存储空间),日期(不能够存储时间,8字节存储空间)和文本(最大254字节存储空间)
浮点数有可能包含舍入错误,因为它们以文本的形式保存。
混合几何类型
由于在每一条几何记录中都有该记录的几何类型,所以理论上一个shapefile是可以存储混合的几何类型。但实际上在同一shapefile之中所有非空的几何体都必须是同一类型。因此shapefile被限制为仅仅可以混合存储空几何体和另一单一几何体,该几何体的类型必须与文件头中定义的类型一致。
例如,一个shapefile文件不可能同时包含折线与多边形数据,所以,在实际的地理事物描述中,井(点类型)、河(折线类型)与湖(多边形类型)必须分开存储在三个不同的文件之中。所以,我们需要新建点图层、线图层、面图层,来分开存放井(点类型)、河(折线类型)与湖(多边形类型)。而不能在一个图层内混合存放井(点类型)、河(折线类型)与湖(多边形类型)。
end
感谢阅读。
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