基于Map2Shp的MapGIS數(shù)據(jù)到ArcGIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

李　芳 ， 梅紅波， 楊迎東 ， 黃　成， 彭丹丹 ， 李驥華， 曹昌磊

(1.a.中國地質(zhì)大學(xué) 資源學(xué)院;b.計算機(jī)學(xué)院,湖北 武漢 430074; 2.云南省國土資源廳信息中心,

云南 昆明 650224;3.云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,云南 昆明 650216)

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基于Map2Shp的MapGIS數(shù)據(jù)到ArcGIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

李芳1a,2， 梅紅波1a， 楊迎東3， 黃成3， 彭丹丹1a， 李驥華1b， 曹昌磊1a

(1.a.中國地質(zhì)大學(xué) 資源學(xué)院;b.計算機(jī)學(xué)院,湖北 武漢 430074; 2.云南省國土資源廳信息中心,

云南 昆明 650224;3.云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,云南 昆明 650216)

摘要：由于長期以來我國國土及地礦行業(yè)所采用GIS軟件主要是MapGIS 6.x，為了面向其他領(lǐng)域提供GIS空間數(shù)據(jù)共享，需要將大量MapGIS格式數(shù)據(jù)向ArcGIS格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。通過對MapGIS與ArcGIS兩種數(shù)據(jù)格式的分析，提出了基于Map2Shp的轉(zhuǎn)換方式。通過這種轉(zhuǎn)換方式可以完整的保存MapGIS數(shù)據(jù)中的地理信息、屬性以及要素特征。再通過匹配兩種數(shù)據(jù)的顏色庫和符號庫，經(jīng)過在ArcGIS中的渲染，從而實現(xiàn)從MapGIS到ArcGIS完整的制圖表達(dá)。

關(guān)鍵詞：Map2Shp;MapGIS;ArcGIS;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;制圖表達(dá)

隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展與普及，地理信息系統(tǒng)(GIS)以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”在人們的生產(chǎn)和生活中起著越來越重要的作用，應(yīng)用也逐漸廣泛[1]。各行各業(yè)對于GIS的需求使得一批功能強大的GIS軟件出現(xiàn)。其中MapGIS作為一款優(yōu)秀的國產(chǎn)GIS軟件，具有地圖編輯、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理及易于操作等優(yōu)勢，劣勢則是它對空間數(shù)據(jù)庫的支持以及其空間分析能力不太理想[2]。ArcGIS是美國軟件公司研發(fā)的GIS產(chǎn)品，對空間數(shù)據(jù)庫的支持功能比較強，比較適用于海量大數(shù)據(jù)的管理，但是其地圖編輯、數(shù)據(jù)處理功能相對較復(fù)雜。因此許多單位或者用戶選擇在GIS軟件時，由于側(cè)重不同，所選擇的產(chǎn)品也就不同。而由于這兩種軟件的數(shù)據(jù)類型不同，并不能直接使用，它們自帶數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能存在屬性數(shù)據(jù)丟失或圖形失真等情況，因此其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的完善顯得尤為重要。本文介紹了一種基于Map2Shp的從MapGIS到ArcGIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法。

1MapGIS與ArcGIS數(shù)據(jù)格式

MapGIS是武漢中地數(shù)碼集團(tuán)研發(fā)的一款國產(chǎn)GIS軟件，其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式以不對外公開的加密文件形式存儲。依要素類型，MapGIS的數(shù)據(jù)有點數(shù)據(jù)(*.wt)、線數(shù)據(jù)(*.wl)和面數(shù)據(jù)(*.wp)等[3]。一個文件中的要素可以對應(yīng)不同的圖層，當(dāng)然一個圖層也可以在不同的文件中存在。

ArcGIS是美國ESRI公司研發(fā)的，它的數(shù)據(jù)格式與MapGIS不同，與表示的幾何特征沒有關(guān)系，它的矢量數(shù)據(jù)格式主要有Shapefile、Coverage、Geodatabase和E00[4]。其中一個圖形特征的Shapefile數(shù)據(jù)是由一組文件組成，包括主文件(*.shp)、索引文件(*.shx)和dBASE表(*.dbf)。主文件中存儲的是Shape的位置信息，索引文件是對主文件的索引，指出主文件中的記錄在文件中的位置信息，dBASE數(shù)據(jù)表文件存儲Shape的具體位置和屬性。

MapGIS的點文件包括：文字注釋、子圖、圓、弧、圖像和版面。其中注釋(版面也算是注釋的一種)和子圖(包括圖像)對應(yīng)的是ArcGIS 的Shapefile格式的點文件，圓、弧對應(yīng)的是線文件和面文件。MapGIS的線文件和區(qū)文件對應(yīng)的是ArcGIS的Shapefile格式的線文件和面文件。

本文主要討論如何將MapGIS的常用點線面文件(重點是點文件)批量、快速、無損地轉(zhuǎn)換成ArcGIS的Shapefile文件。

2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

根據(jù)MapGIS和ArcGIS軟件本身的數(shù)據(jù)格式，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，MapGIS向ArcGIS數(shù)據(jù)個數(shù)轉(zhuǎn)換主要可以通過以下幾種方式實現(xiàn)。

(1)利用MapGIS轉(zhuǎn)換模塊直接轉(zhuǎn)成Shape文件。通過MapGIS的圖形處理菜單的文件轉(zhuǎn)換模塊，將載入的文件直接轉(zhuǎn)換成shp文件供ArcGIS讀取，轉(zhuǎn)換后會多出(*.dbf)、(*.shp)和(*.shx)3個文件，這是最簡單的方法，同樣也錯誤最多。其轉(zhuǎn)換后丟失了空間信息(地理坐標(biāo)系和投影坐標(biāo)系)，不能進(jìn)行投影，且缺少要素特征(如注釋的文字內(nèi)容、大小、方向及顏色，子圖的子圖號、大小、方向顏色、線型、顏色及大小等)，屬性字段較長容易發(fā)生丟失現(xiàn)象。致使后期在ArcGIS上因為信息丟失，再修改處理非常麻煩。

對于易丟失的屬性，有人提出單獨把轉(zhuǎn)換的MapGIS文件的屬性用“屬性管理”功能模塊導(dǎo)出成“*.dbf”格式，再替換掉直接轉(zhuǎn)成shp文件的屬性。用這種方法會產(chǎn)生屬性名稱長時會發(fā)生字段名截取的情況，后經(jīng)驗證是由于ArcGIS對字段名的要求最大長度為10個字節(jié)所導(dǎo)致。并且依然缺少空間信息和要素特征，給后期帶來很大麻煩。

(2)先轉(zhuǎn)成MIF文件再轉(zhuǎn)成Shape文件。MIF是Mapinfo的通用ASCⅡ數(shù)據(jù)交換格式文件。先通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊生成中間文件(*.mif)后，Mapinfo會在指定目錄下生成兩個文件(*.mif，*.mid)。其中*.mif文件包含文件頭和數(shù)據(jù)節(jié)，保存了該表結(jié)構(gòu)和表對象的空間信息(如點位坐標(biāo)、線節(jié)點數(shù)據(jù)及區(qū)填充模式等)。而*.mid文件保存了每個空間對象的屬性信息[5]。

文件*.mif，*.mid都為文本性質(zhì)，可通過相應(yīng)的文件讀寫方法實現(xiàn)對文件內(nèi)容的讀寫。再由ArcMap打開MIF文件導(dǎo)出成Shape文件。雖然這種方式轉(zhuǎn)換以后數(shù)據(jù)帶了坐標(biāo)系，但它并不符合數(shù)據(jù)要求，需將它清除再修改，并且這樣轉(zhuǎn)來的數(shù)據(jù)同樣未保留要素特征。

(3)先轉(zhuǎn)成E00文件再轉(zhuǎn)成Shape文件。E00數(shù)據(jù)格式是ArcGIS系統(tǒng)支持的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式，可用于不同平臺之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所以采用E00格式作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的中間格式。先用MapGIS自帶的轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式E00，然后用ArcGIS平臺的Conversion Tools將E00格式轉(zhuǎn)換成Coverage，最后同樣使用Conversion Tools將Coverage轉(zhuǎn)換成shp格式。

注釋文字轉(zhuǎn)過去之后對應(yīng)位置變成了一條缺省顏色的直線，并且點文件的屬性信息錯亂丟失，轉(zhuǎn)成shp格式后數(shù)據(jù)同樣未保留要素特征。經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換，各類信息嚴(yán)重丟失，且轉(zhuǎn)換費時費力，1個點(線、面)文件歷經(jīng)3次轉(zhuǎn)換，效果還不理想。

(4)利用FME來轉(zhuǎn)換成Shape文件。加拿大的SAFE SOFTWARE公司一直專注于空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的研究，其著名產(chǎn)品FME 提出完整的空間數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換和加載的解決方案。通過提供在轉(zhuǎn)換過程中重構(gòu)數(shù)據(jù)的功能而非傳統(tǒng)的同構(gòu)轉(zhuǎn)換，還能獨立瀏覽并自定義轉(zhuǎn)換，使得原始數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)相呼應(yīng)，實現(xiàn)多種不同空間數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，為進(jìn)行快速、高質(zhì)量、多需求的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用提供了高效、可靠的手段[6]。

遺憾的是目前FME并不支持MapGIS的讀寫和轉(zhuǎn)換。為達(dá)到使用目的，可以利用國內(nèi)比較流行的成品插件MyFME，這是一個需要搭配FME來使用的擴(kuò)展集。雖然轉(zhuǎn)換結(jié)果同樣會出現(xiàn)線型信息丟失、子圖信息丟失等問題。但是其可生成正確的空間信息，并且可以通過“語義映射”來修改源數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，最后把重要的要素特征寫進(jìn)屬性里。

(5)通過Map2Shp軟件來轉(zhuǎn)換。本文通過Map2Shp軟件，批量將MapGIS整個工程添加進(jìn)來，可以直接生成Shape文件，不但其空間信息能夠準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換過來，而且它能夠把要素特征以屬性的形式寫進(jìn)去。其為點文件所增加字段及其所對應(yīng)的要素特征如表1所示。

表1　增加的點文件屬性字段

由于ArcGIS規(guī)定Shape文件字段的最大長度為10個字符，因此上述所有轉(zhuǎn)換當(dāng)屬性字段名長度超過10個字符時都存在字段名稱被截斷的現(xiàn)象，但是并不影響其屬性內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。前3種方式都不能生成正確的空間信息，前4種方式都沒有記錄要素的特征，這樣就不能更快更方便的制圖表達(dá)，所以后兩種方式比較好，考慮到FME軟件及其插件的安裝比較復(fù)雜，操作起來更不容易上手，而Map2Shp轉(zhuǎn)換工具安裝方便，操作界面簡單易懂，故本文選用Map2Shp作為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換工具，然后再對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)處理使得制圖表達(dá)能夠更接近原地圖。

3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.1轉(zhuǎn)換前準(zhǔn)備工作

(1)符號方面：由于二者平臺的符號庫差異，無法實現(xiàn)完美轉(zhuǎn)換，需要在ArcGIS中擴(kuò)展符號庫。制作符號可以利用ArcGIS自帶的符號拼湊，也可以利用FontCreator軟件繪出符號生成字體文件被ArcGIS的Character Symbol識別而加載，然后建立符號庫。但利用自帶的符號拼湊在放大一定程度后會出現(xiàn)連接縫隙從而影響美觀。本次利用FontCreator建立符號庫，其部分字體如圖1所示。

圖1　字體符號庫

(2)顏色方面：由于MapGIS只提供顏色號，所以需要建立顏色映射表。每個顏色號對應(yīng)的RGB值可以用調(diào)用API函數(shù)GetColor RGB Value獲取[7]。其所讀取SLIB庫獲取顏色號映射的RGB信息輸出為MDB形式(圖1)。

圖2　獲取顏色插件

(3)投影方面：利用Map2Shp轉(zhuǎn)換需要MapGIS格式的文件具有正確的投影信息，否則轉(zhuǎn)換后文件無法正確顯示。所以轉(zhuǎn)換前需檢查MapGIS數(shù)據(jù)投影信息是否正確，如果無投影信息可根據(jù)圖里坐標(biāo)等信息自行添加。

(4)點符號方面：對于點符號類型Map2Shp軟件除了版面類型其他均可轉(zhuǎn)換，版面點類型可在轉(zhuǎn)換前在MapGIS中轉(zhuǎn)為注釋點類型即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

3.2轉(zhuǎn)換流程

本文制定一套可行性轉(zhuǎn)換方案，大致分為：準(zhǔn)備階段、文件轉(zhuǎn)換及入庫、地圖渲染、優(yōu)化地圖[8]4個階段(圖3)。

圖3　轉(zhuǎn)換流程

(1)準(zhǔn)備階段：此階段需將源格式數(shù)據(jù)精確檢查，如拓?fù)錂z查和投影信息檢查，以確保轉(zhuǎn)換之前的數(shù)據(jù)完整性，MapGIS提供的數(shù)據(jù)壓縮存盤進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)信息的完整性。同時還需根據(jù)項目中用到的顏色、符號等(一般MapGIS源文件中會單獨以pdf形式保存用到的顏色、符號等信息)信息建立MapGIS-ArcGIS顏色映射表、符號映射表和字體映射表等，在ArcGIS中制作符號庫。這些映射表和符號庫的建立非常有用，對于無論用何種方法實現(xiàn)二者平臺數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換都有很好的通用性。

(2)文件轉(zhuǎn)換及入庫：轉(zhuǎn)換工作數(shù)據(jù)的完整性非常重要，修復(fù)幾何和拓?fù)錂z查可以很好的保證這一要求，由于轉(zhuǎn)換的Shapefile數(shù)據(jù)格式?jīng)]有拓?fù)潢P(guān)系，所以此時新建Geodatabase然后導(dǎo)入Shapefile，一方面由于數(shù)據(jù)成果本來就需入庫，另一方面保證了在渲染前拓?fù)湟?guī)則的檢查，拓?fù)湟?guī)則需根據(jù)專題數(shù)據(jù)要求具體而定，如常規(guī)的線重疊、懸掛線、面不封閉及相鄰面不能相交等規(guī)則。如果在地圖渲染后入庫，其有錯誤拓?fù)潢P(guān)系的線和面也被渲染了，那么保存的mxd文檔與實際入庫圖形數(shù)據(jù)就有差別了，所以此時入庫檢查拓?fù)浜笤黉秩?，保存一份mxd文檔，保證了渲染、圖形數(shù)據(jù)一致。

(3)地圖渲染：兩個平臺渲染方式的差別是轉(zhuǎn)換工作量之所在，ArcGIS的渲染是依賴屬性表的動態(tài)渲染，保存在mxd或lyr文件中，和空間等信息完全分離，而MapGIS所有渲染信息和空間信息均保存在工作區(qū)間中[9]。Map2Shp軟件將MapGIS格式的各種類型文件的參數(shù)和屬性信息均寫入ArcGIS屬性表中，極大的方便了渲染工作，需要注意的是2種數(shù)據(jù)的地圖表達(dá)機(jī)制也略有不同，所以在ArcGIS中渲染之前需更改一些信息，如線寬若要在ArcGIS中表達(dá)一致需將源格式線寬乘以5倍左右才得以相似表達(dá)，點符號的角度需要360-MapGIS中的角度才能使符號方向顯示一致。本次利用開發(fā)的一鍵渲染插件實現(xiàn)各類要素及標(biāo)注的完美渲染，對于點、線、面，由于每個類型要素都是根據(jù)不同字段渲染，點(子圖號，子圖顏色，字體大小)、線(線型、線顏色、線寬)及面(顏色、填充圖案)，利用唯一值、多個字段以及映射表筆者開發(fā)了要素渲染擴(kuò)展插件(圖4)，對于不同要素區(qū)別渲染，簡化了人為編輯工作量。

圖4　ArcGIS插件示意

其中第一個文本框為標(biāo)注的渲染代碼文本文件，第二個文本框為制作的ArcGIS符號庫，第三個文本框為MapGIS顏色號——RGB映射表。

(4)優(yōu)化地圖：上述工作完成后，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作基本完成，優(yōu)化地圖是為了讓地圖與源數(shù)據(jù)更加貼合或者說看上去更加美觀。如在標(biāo)注引擎上ArcGIS提供了2種引擎，選擇Maplex Label Engine會讓標(biāo)注更加美觀；MapGIS利用還原顯示開關(guān)以及靜態(tài)標(biāo)注增加地圖顯示效率，而ArcGIS的數(shù)據(jù)顯示一般都為動態(tài)，顯示效率不高，在ArcGIS中將標(biāo)注轉(zhuǎn)為注記以及設(shè)置標(biāo)注層“ScaleRange”會明顯提高地圖顯示的效率并且可以微調(diào)注記位置，需要注意的是依賴屬性的動態(tài)標(biāo)注時偶爾會出現(xiàn)遺漏，而在標(biāo)注轉(zhuǎn)為注記時可自行檢查遺漏的標(biāo)注；由于ArcGIS只提供了至多根據(jù)3個字段的符號化，從而限制了轉(zhuǎn)換過后的地圖美化，此時可利用ArcGIS提供的高級制圖表達(dá)Representation，其特點是可以針對每個要素進(jìn)行渲染而不只是根據(jù)屬性，當(dāng)然這也是需要Geodatabase格式數(shù)據(jù)的支持。

3.3對照

以云南省某縣防治區(qū)劃圖為例，采用前述方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，結(jié)果如下：圖5為轉(zhuǎn)換前MapGIS格式的地圖，圖6為轉(zhuǎn)換后ArcGIS格式的地圖，兩個地圖中點、線及區(qū)的幾何屬性具有良好的一致性；表2為轉(zhuǎn)換前MapGIS地圖中記錄的某區(qū)圖元的屬性，表3為轉(zhuǎn)換后ArcGIS地圖中記錄的區(qū)圖元屬性(附加了一些渲染屬性)，屬性信息也被完整轉(zhuǎn)換。

表2　MapGIS中某區(qū)圖元的要素屬性

表3　ArcGIS中某區(qū)圖元的要素屬性

圖5　MapGIS數(shù)據(jù)的地圖

圖6　轉(zhuǎn)換后ArcGIS的地圖

4結(jié)語

MapGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ArcGIS數(shù)據(jù)的方法有許多種，本文充分利用了Map2Shp軟件，再結(jié)合對于MapGIS和ArcGIS的二次開發(fā)，可以快速、批量、不丟失信息、制圖表達(dá)完整地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從而我們既能利用MapGIS便捷的畫圖功能，又能夠方便地利用起ArcGIS強大的空間數(shù)據(jù)分析能力。大量實踐表明，采用本文的技術(shù)實現(xiàn)MapGIS數(shù)據(jù)到ArcGIS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，可以更加高效便捷。

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The Data Conversion of MapGIS to ArcGIS Based on Map2Shp

LIFang1a,2,MEIHong-bu1a,YANGYing-Dong3,HUANGCheng3,PENGDan-dan1a,LIYi-hua1b,CAOCang-lei1a

(1.a.Faculty of Earth Resources;b.College of Computer Science,China University of Geosciences，Wuhan 430074,China;2.The Information Center of Department of Land Resources of YunNan Province,Kunming 650224,China;3.YunNan Geological Environmental Monitorinig Institute,Kunming 650216,China)

Abstract:MapGIS 6.x is mainly used in land and the mining industry in our country for a long time.In order to providing GIS spatial data sharing in other areas,we need to convert a lot of MapGIS data to ArcGIS data.The article has told us a data conversion method based on Map2shp by analyzing data format of MapGIS and ArcGIS.In this way,geographic information,properties and elements characteristics can be preserved completely.Then,by matching the color and symbols library of the data of MapGIS and ArcGIS and the rendering in ArcGIS,we can realize complete drawing expression from MapGIS to ArcGIS.

Key words:Map2Shp;MapGIS;ArcGIS;data conversion;drawing expression

中圖分類號：P208

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-4210-(2016)01-086-07

作者簡介：李芳(1978—)，女，博士研究生，從事國土資源信息化的研究。E-mail：41945806@qq.com通信作者：梅紅波(1970—)，男，副教授，從事資源定量評價與地學(xué)信息系統(tǒng)開發(fā)研究。E-mail：hbmei@cug.edu.cn

基金項目：云南省地質(zhì)環(huán)境信息化建設(shè)試點項目(530000HT201307552)

收稿日期：2015-05-11；改回日期：2015-07-14

doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2016.01.012