基于林业资源管理Arcgis文件格式的选择

丁赓

摘 要：目前以ArcGIS软件为主的“3S”系统在林业资源管理中得到了广泛的应用，但仍然以Shapefile格式为主。Shapefile格式文件虽然简单易用，但在面对大数据和复杂林业数据模型时会出现较多的局限性。该文通过Shapefile和Geodatabase 2种文件格式的优缺点简单对比，进而阐明Geodatabase在林业资源管理中更适合林业资源管理。

关键词：林业资源管理；ArcGIS；Shapefile；Geodatabase

中图分类号 TP311.52 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）02-103-02

林业资源管理针对林业数据资源进行管理，是组织和指导林业生产的重要依据。使用GIS系统大大提高了林业资源数据管理水平，实现了林业数据资源的一体化、自动化。ArcGIS是目前使用最多的GIS软件，它的应用提高了林业资源数据一体化查询、统计分析和资源更新等操作的执行效率。本文现就ArcGIS所使用的2种主要文件格式Shapefile和Geodatabase进行分析比较：

1 Shapefile格式

Shapefile是一种开放的非拓扑的简单几何数据类型，在ArcGIS数据处理上被广泛应用。Shapefile是用dBASE数据库格式（.dbf文件）来储存要素属性的，dBase是30a前广泛使用的数据格式，目前已基本处于淘汰的地位。虽然Shapefile简单易用，但其是以dBASE为基础的数据格式还是有很大的局限性，主要表现在以下几个方面：

1.1 文件容量的限制 Shapefile单个文件最大不能超过2GB，以点要素为例，最多约能存储7 000万个。这个容量虽然可以满足县级以下的林业资源管理，但对林业资源管理发展仍存在限制。

1.2 不支持高级对象 Shapefile不支持注记要素类、关系类、拓扑关系、属性域和子类、坐标精度和分辨率等。其中不支持注记这点在对图型进行标注只能依靠要素的属性表标注完成，使工作变得死板。

1.3 字段存储的限制 Shapefile无法存储空值，对 Unicode字符串的支持不足，字段名称最长只能为10个字符，且在同一字段中无法同时存储日期和时间。Shapefile支持的最大字段数为255。如果超过上限，在转换成Shapefile文件时只会转换前255个字段，其余将会被舍弃。

1.4 性能的限制 由于要素图形压缩方法的不同，shapefile文件所占用的空间可能为Geodatabase文件的3～5倍，另外Shapefile的空间索引效率较数据库低，使得同地理数据库要素类的数据库索引相比，空间查询耗时更长。当处理大量要素时，效率也会更低。当保存所做编辑时属性索引会被删除，因此必须重新创建属性索引，这个缺点在对全局进行大数据分析是表现的尤为明显。dBASE文件是不支持SQL的。Shapefile文件结构所表现的缺点还有其他如字段宽度、多面体存储等方面的限制但由于对林业资源管理影响不大这里就不逐一解释了。

2 Geodatabase格式

Geodatabase是建立在DBMS之上的统一的、智能化地理信息数据模型，可以用来表达和管理地理信息，是ArcGIS的主要存储数据方式。基本元素包括表（Table）、要素类（Features）、要素数据集（feature Dataset）、关系类（Relationship）几何网络（Geometric Network）。Geodatabase提供对要素类及其拓扑关系、复合网络、要素间关系及其他面向对象要素的支持。

Geodatabase包括File Geodatabase，Personal Geodatabase，ArcSDEGeodatabase3种文件格式。PersonalGeodatabase仅支持Windows平台，由于数据库格式和平台的限制已被FileGeodatabase代替。ArcSDEGeodatabase支持多种专业数据库格式，支持Windows、UNIX及Linux平台。这种文件形式需要专业技术人员管理维护数据库，相对目前县级林业部门技术门槛较高，因此适合水平较高的林业资源管理者使用。Geodatabase模型有以下优点：

2.1 系统集成化水平高 所有图形数据和属性数据统一存储在RDBMS（关系数据库管理系统）中。PersonalGeodatabase除外，ArcSDEGeodatabase通过AreSDE储存在IBM DB2、Informix、Oracle或者Microsoft SQL Server中。这极大地提高了系统集成化水平，简化了数据的管理和维护。

2.2 提高了数据库性能 便于使用数据库管理系统（DBMS）支持的多用户并发访问、事务管理、失败事务恢复、用户权限策略等数据库管理机制，有利于空间数据共享、数据安全，提高了数据库性能。

2.3 支持智能化的要素、规则和关系 Geodatabase内建了多种对象模型，提供对各种非空间对象（要素）的多种标准化支持，而且还支持许多高级对象模型。例如，几何和逻辑网络、真正的曲线、复杂的多义线，以及用户制定的要素。用户可定义拓扑、关联关系和规则，以规定要素类之间如何相互作用。要素的拓扑验证必须在Geodatabase模型使用。

2.4 提高了工作效率 Geodatabase模型优点看似复杂难懂，但对林业资源管理具有重要意义。使用FileGeodatabase代替Shapefile，则各类林业资源数据分析運算更快，提高工作效率。文件夹形式的储存使各类数据相对独立，方便管理维护，同时更小的文件字节数节省了磁盘空间。另外Geodatabase提供对MapGIS、Autocad的更好支持，在进行文件转化时，使用EXPORT DATA命令可以完整导入原有文件各种信息。并可保持与原文件相同的图层结构。在ArcCatalog 中Simple Data Loader Wizard（简单数据载入向导）允许指定大量的源表和要素类载入和他们的模式匹配的目标要素类或关系表的字段中。在系统工具箱里的analysis tools（分析工具）均可在Geodatabase中对要素和表进行分析计算。

3 结语

随着arcgis在林业资源管理中广泛的得到使用，如何提高工作效率逐渐被广大林业工作者所重视。在arcgis中Geodatabase是一种与应用程序共享的通用框架，将林业资源数据与空间数据结合管理。可上传至ArcGIS Server网络服务器，为以后林业大数据分析、共享提供数据基础。通过本文分析可知，Geodatabase的使用需要一些数据库知识，看似比Shapefile复杂，但它的优势也显而易见的。

参考文献

[1]吴秀芹，长洪岩，李瑞改，等.ArcGIS9地理信息系统应用与实践[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2]余应刚，包世泰，新型的GIS数据库-Geodatabase[J].广西师院学报（自然科学版），2000，17（4）

[3]曾杉.Geodatabase设计教程[M].北京：ArcGIS中国培训中心，2003.

[4]崔铁军.地理空间数据库原理[M].北京：科学出版社，2007.

（责编：张宏民）