آشنایی با Shapfile ، اجزا و پسوندهای یک شیپ فایل

Shapfile چیست ؟

Shapefile یک فرمت داده برداری مکانی است که توسط  ESRI (Environmental Systems Research Institute) توسعه داده شده است . شیپ فایل فرمتی ایده‌آل برای تبادل داده‌های جغرافیایی است ، زیرا هم شامل داده‌های هندسی ( نقاط ، خطوط و چندضلعی‌ها ) و هم توصیفات داده است. این فرمت در اغلب نرم افزارهای GIS مانند Mapinfo ،  ArcGIS ، QGIS ، Tableau Software ، Excel (3D) Maps استفاده می شود.

اگر وقت کافی دارید برای آشنایی با عملکرد هر یک از این فایل ها و نحوه تعامل با آنها میتوانید سند توضیحات فنی 34 صفحه ای ERSI Shapefile را مطالعه کنید در غیر این صورت ، پیشنهاد می کنم ادامه نوشته آشنایی با Shapfile ، اجزا و پسوندهای یک شیپ فایل را مطالعه کرده تا بررسی دقیق ‌تری درباره این که یک Shapefile چیست و آنچه که یک ArcGIS shapefile را تشکیل می‌دهد ، داشته باشیم .

برخلاف ظاهر نام آن که نشان دهنده یک فایل منحصربه فرد است ، یک Shapefile در واقع مجموعه ای از حداقل سه فایل اصلی و ضروری است . هر سه فایل باید در یک پوشه وجود داشته باشند تا قابل مشاهده باشند . ممکن است فایل‌های اضافی تری نیز وجود داشته باشد . به دلیل همین ماهیت چند بخشی یک شیپ فایل ، معمولاً برای جابجایی و انقال ، آنها را در یک فایل   zip. فشرده کرده تا انتقال داده شوند .

هر Shapefile مجموعه ای از سه فایل ضروری و چندین فایل اختیاری است .

• پسوند فایل های ضروری عبارتند از : shp , .shx , .dbf.
• پسوند فایل های اختیاری عبارتند از : prj , .xml , .sbn , .sbx , .cpg.

کاربردهای Shapefile

بسته به نوع داده  موجود در یک شیپ فایل و نیز ابزارهای در دسترس ، می توان کارهای زیادی با شیپ فایل انجام داد . برخی از کاربردهای رایج شیپ فایل ها عبارتند از:

نمایش داده های جغرافیایی : می توان از یک Shapefile برای ایجاد انواع مختلف نقشه و نمایش  داده های موجود در آن استفاده کرد . به عنوان مثال ، استفاده از شیپ فایل مرزهای کشورها برای ایجاد  یک نقشه جهان .

تجزیه و تحلیل روابط مکانی: از Shapefile می توان برای تجزیه و تحلیل روابط مکانی بین عوارض مختلف جغرافیایی استفاده کرد . به عنوان مثال ، استفاده از یک شیپ فایل رودخانه‌ها و یک شیپ فایل شهرها ، برای تعیین اینکه کدام شهرها در نزدیکی رودخانه‌ها قرار دارند ، یا یک شیپ فایل از مکان‌های رخداد زلزله و یک شیپ فایل از خطوط گسل ، برای شناسایی روابط بالقوه بین زلزله و گسل‌ها.

ایجاد برنامه های سفارشی GIS : از Shapefile ها می توان به عنوان منبع داده برای برنامه های سفارشی  GIS استفاده کرد. به عنوان مثال ، می‌توانید از یک شیپ فایل کاربری اراضی برای ایجاد برنامه‌ای استفاده کرد که به کاربران کمک می‌کند الگوهای کاربری اراضی را در یک منطقه خاص تجزیه و تحلیل کنند.

 Shapefile یک فرمت برداری یا رستری؟

Shapefile یک فرمت داده برداری است ، به این معنی که داده ها را به صورت مجموعه ای از اشکال هندسی ، مانند نقاط ، خطوط و چند ضلعی ها ذخیره می کند ، برخلاف فرمت داده رستری که داده ها را به صورت شبکه ای از پیکسل ها ذخیره می کند وهر پیکسل نشان دهنده یک مقدار خاص یا مجموعه ای از مقادیر است .

داده های برداری اغلب برای ذخیره داده های مربوط به اشکال و موقعیت عوارض جغرافیایی ، مانند مرزهای کشورها ، خطوط ساحلی دریاچه ها ، یا موقعیت ساختمان ها استفاده می شود . این مساله شیپ فایل را برای بسیاری از برنامه های GIS ، مانند ایجاد نقشه ها و تجزیه و تحلیل روابط مکانی عوارض ، مناسب می سازد. از سوی دیگر، داده های رستری اغلب برای ذخیره داده های پیوسته در یک پهنه جغرافیایی ، مانند تصاویر ماهواره ای یا داده های ارتفاعی یک ناحیه مورد استفاده قرار می گیرند.

توجه به این نکته ضروری است که هر Shapefile  تنها میتواند یک نوع هندسه برداری ( نقطه ، خط ، چند ضلعی ) را ذخیره کند . به عنوان مثال ، شما نمی توانید نقاط  و خطوط  را با یکدیگر در یک شیپ فایل ذخیره کنید و هندسه های مختلف باید در Shapefile های جداگانه ذخیره شوند .

محدودیت اندازه فایل Shapefile

حجم هر یک از اجزای یک شیپ فایل به 2 گیگابایت محدود می شود. به عنوان مثال، فایل‌های dbf. و shp. نمی‌توانند بیش از ۲ گیگابایت باشند (این دو تنها اجزای احتمالا بزرگ یک Shapfile میتوانند باشند). حجم کل همه فایل های مؤلفه می تواند از 2 گیگابایت بیشتر باشد .

آیا اکسل می تواند یک Shapefile را باز کند؟

اکسل یک نرم افزار GIS نیست و پشتیبانی داخلی برای باز کردن و کار با  Shapefile ها را ندارد. با این حال ، چندین راه وجود دارد که می توانید از اکسل برای کار با داده های shapefile استفاده کنید.

یکی از گزینه ها استفاده از ابزار یا افزونه ای است که به اکسل اجازه می دهد داده های شیپ فایل را وارد کند . برخی از نرم افزارهای GIS مانند QGIS یا ArcGIS دارای افزونه هایی هستند که می توانند داده های Shapefile را به اکسل صادر کنند . همچنین ، می‌توانید از ابزارهای مختلف برای تبدیل یک Shapefile به فرمتی که اکسل می‌تواند بخواند ( مانند یک فایل CSV یا XLS ) استفاده کنید . البته این به شما تنها امکان می دهد تا ویژگی های توصیفی متصل به هندسه های موجود در Shapefile را دستکاری کنید و نه هندسه های واقعی عوارض را.

اگر فقط به داده های توصیفی  موجود در شیپ فایل علاقه مند هستید ( و نه  هندسه عوارض درون Shapefile ) می توانید فایل dbf. یک شیپ فایل را باز کرده  و آن را در اکسل مشاهده کنید.

بعضی  نرم افزار ها که  می توانید برای باز کردن Shapefile از آنها استفاده کنید؟

• Mapinfo
• ArcGIS
• QGIS
• Tableau
• Carto
• Excel(3D)Maps
• …

در ادامه و پس از آشنایی با Shapfile ، اجزا و پسوندهای یک شیپ فایل رابررسی میکنیم .

اجزا و پسوند های یک Shapefile

Main File (.SHP)

shp. یک فایل ضروری که هندسه عوارض را نشان می دهد . هر Shapefile فایل shp. مخصوص خود را دارد که بیانگر داده های برداری یک نقشه است که می تواند نقاط ، خطوط و چند ضلعی باشد.

Index File (.SHX)

shx. یک فایل ضروری برای ذخیره فهرستی از موقعیت عوارض موجود در یک Shapefile است . این فایل برای جستجوی عوارض موجود در شیپ فایل به صورت ترتیب رو به جلو یا رو به عقب عوارض موجود ، مورد استفاده قرار میگیرد .

dBase File (.DBF)

dbf. یک فایل استاندارد پایگاه داده برای ذخیره داده های توصیفی است . dbf. هم یک فایل ضروری برای Shapefile ها است . میتوان با استفاده از برنامه هایی نظیر Access یا Excel این فایل ها را باز کرد .

Projection file (.PRJ)

prj. یک فایل اختیاری شامل اطلاعات مرتبط با مختصات و سیستم تصویر Shapefile ها است . در صورت موجود نبودن این فایل در یک Shapefile ، خطای “unknown coordinate system” را دریافت خواهید کرد . و برای رفع این خطا ، می بایست از ابزار “Define projection” استفاده کنید تا فایل prj. را تولید کنید .

Extensible Markup Language File (.XML)

فایل xml. شامل فراداده های (Metadata) های مرتبط با Shapefile است . اگر این فایل را حذف کنید، اساسا فراداده های خود را حذف کرده اید . شما میتوانید این فایل اختیاری را در هر ویرایشگر متنی باز کرده و ویرایش کنید .

Spatial Index File (.SBN)

sbn. یک فایل اندیس مکانی (Spatial index) اختیاری است که وظیفه بهینه سازی پرس و جوهای  (Query) مکانی را برعهده دارد . این فایل به همراه یک فایل sbx. ذخیره شده و با یکدیگر یک اندیس مکانی ایجاد میکنند که سرعت پرس و جوهای مکانی را افزایش میدهند .

Spatial Index File (.SBX)

sbx. همانند فایل sbn. است و زمان بارگذاری را تسریع میکند و به همراه sbn. برای بهینه سازی پرس و جوهای مکانی استفاده میشود . یک آزمایش صورت گرفته برای تعیین میزان تاثیر استفاده از این دو فایل بیانگر کاهش زمان بارگذاری داده بوده است (27.3 ثانیه با به کار گیری این دو فایل در برابر 33.3 ثانیه بدون استفاده از این دو فایل) .

Code Page File (.CPG)

cpg. فایل های متنی ساده واختیاری هستند که کد گذاری اعمال شده برای ایجاد Shapefile را شرح میدهند . اگر Shapefile شما فاقد این فایل باشد ، کد گذاری پیش فرض سیستم را خواهد داشت .

جابه جایی فایل های Shapefile

در محیط Window Explorer برای جابه جایی فایل های Shapefile می بایست تمام فایل های ضروری و اختیاری را جابه جا کرد .

در محیط ArcCatalog جابه جایی فایل ها توسط خود نرم افزار برای شما انجام میشود لذا توصیه میگردد برای مدیریت Shapefile ها از محیط ArcCatalog استفاده گردد.