Работа с ShapeFile (*.shp) в среде Delphi

В ходе работы столкнулся с задачей чтения файлов с расширением ".shp". Та информация, которую я нашел в интернете, была разрозненной и расплывчатой, и, поэтому, я решил объединить то, до чего мне пришлось доходить самостоятельно, и рассказать вам.

Постановка задачи

У нас имеется файл с расширением ".shp". В этом файле находится карта в виде изолиний: каждая изолиния сделана отдельным шейпом; наименованием шейпа является высотная характеристика изолинии. Нашей задачей станет считать данные из этого в массив. Массив представляет собой набор точек определенный тремя координатами (x, y, z). Далее этот массив нужно занести в базу данных, но данный момент мы упустим из рассмотрения.

Немного теории

Рассмотрим важные для нас особенности формата "*.shp". На самом деле ShapeFile содержит много информации, но у нас узкий интерес. Во первых нам нужно знать, что ShapeFile разделен на так называемые «Шейпы» (англ. Shape — Фигура). Шейп представляет собой фигуру или набор фигур (возможно не связанных между собой) сложных форм. Хранится шейп в виде отдельных точек и информации о линиях соединяющих их. В нашем случае каждый шейп это непрерывная кривая обозначающая положение точек земного ландшафта имеющих одинаковую высоту (наименование шейпа соответствует численному значение высоты). В виду специфичности задачи нас не будет интересовать информация о линиях соединяющих точки, а только информация о положении точек и их высота.

Стоит так же отметить, что вместе с файлом формата "*.shp" формируется файл формата "*.dbf" содержащий заголовочную информацию о наших шейпах. Файл "*.dbf" должен иметь такое же название, что и файл ".shp".

MapWindowGIS

После небольших поисков в сети, мною была обнаружены библиотека MapWindowGIS. Возможности этой библиотеки весьма широки и она поможет нам в достижении наших целей. Скачать ее можно по следующей ссылке.

После того, как Вы скачаете данную библиотеку необходимо ее установить. После установки, запускаем среду разработки Delphi. Выполняем команду Component-Import AciveX Control… после чего появится окно:


В списке библиотек ActiveX находим — MapWinGIS Component и нажимаем на кнопку «Install…«, после чего необходимо установить данную библиотеку как обычный компонент. После успешной установки данной библиотеки, компонент TMap появиться на вкладке ActiveX.

Добавляем отображение карты

Для начала добавим на форму компонент Map1 типа TMap. Как уже говорилось, он находится на последней позиции вкладки ActiveX.

Для того что бы наш компонент отображал карту, содержащуюся в нашем файле, достаточно простого кода:

var

shp:Shapefile; //переменная ассоциируемая с шейп-файлом
HandleLayer:integr; //необходимо для индексации слоев в шейп файле

begin

shp:=CoShapefile.Create; //создание шейп-файла
shp.Open('map.shp',nil); //считывание из файла 'map.shp'
Map1.Focused; //в некоторых случаях, если не добавить данную строчку возникает ошибка
HandleLayer:=Map1.AddLayer(shp,true); //добавление слоя карты на компонент
Map1.ZoomToMaxExtents; //уменьшение (или увеличение) масштаба так, что бы все влезло

end;

Считывание заголовочной информации о шейпах

Что бы считать заголовочную информацию из файла формата "*.dbf" мы будем использовать компоненты TTable и TDataSource. Для этого добавим на форму компоненты Table1 типа TTable и DataSource1 типа TDataSource из вкладок «BDE» и «Data Access» соответственно. Компонент Table1 оставляем без изменения, а в компоненте DataSource1 в параметре «DataSet» выбираем «Table1».

Для удобства добавляем на форму компонент OpenDialog1 типа TOpenDialog из вкладки «Dialogs». В параметре «Filter» компонента OpenDialog1, добавляем фильтр с наименованием «Shape files (.shp)» и фильтрацией "*.shp" (без кавычек). Кроме того добавим кнопки «Открыть» и «Сохранить».

Полный код процедуры на кнопку «Открыть» будет выглядеть следующим образом:

procedure TImportForm.ShowShape;

var

nameDB:WideString; //в этой переменной будет содержаться наименование файла
HandleLayer:integr;

begin

nameDB:=OpenDialog1.FileName; //присваиваем наименование в соответствии с выбором пользователя
shp:=CoShapefile.Create;
shp.Open(nameDB,nil);
Map1.Focused;
HandleLayer:=Map1.AddLayer(shp,true);
Map1.ZoomToMaxExtents;

Delete(nameDB,length(nameDB)-2,3); //обрубаем разрешение
nameDB:=nameDB+'dbf'; //меняем разрешение на ".dbf"
Table1.TableName:=nameDB; //ассоциируем таблицу с фалом "*.dbf"
Table1.Active:=True; //"запускаем" таблицу

end;

Не забываем, что переменную shp нужно добавить в раздел глобальных переменных.

Считываем точки из файла

Для начала приведу код процедуры назначенной на кнопку «Сохранить»:

procedure TImportForm.SaveShape;

var

i,j:integer; //индексирующие переменные
z:integer; //высота точек, считываемая из наименования

begin

if shp<>nil then //проверка на наличие информации в переменной shp
begin

Table1.First; //берем первый шейп из заголовочной таблицы
k:=0;
for i:=0 to shp.NumShapes-1 do //перебор всех шейпов
begin
z:=StrToInt(Table1.Fields[2].Value); //считывание высоты из заголовочной таблицы шейпов
for j:=0 to shp.Shape[i].numPoints-1 do //перебор всех точек шейпа
begin
Mas[k].x:=shp.Shape[i].Point[j].x;
Mas[k].y:=shp.Shape[i].Point[j].y;
Mas[k].z:=z;
inc(k);
end;
Table1.Next; //переходим к следующему шейпу
end;
..
//тут можно например сохранить массив в базу данных
..

end
else ShowMessage('Файл не открыт');
end;

Давайте рассмотрим некоторые особенности. Итак, Mas — одномерный массив точек имеющий три параметра типа Double (x, y, z). Параметр shp.NumShapes равен количеству шейпов внутри файла. Параметр Table1.Fields[2].Value — это наименование текущего шейпа (файл "*.dbf" устроен таким образом, что наименование записано в 3-тьем столбце). shp.Shape[i].numPoints, как вы наверно уже догадались — количество точек в i-том шейпе. shp.Shape[i].Point[j].x и shp.Shape[i].Point[j].y — те самые заветные координаты j-той точки i-того шейпа. Остальное, думаю, понятно из комментариев.

Заключение

Вот мы и закончили рассматривать особенности работы с ShapeFile в среде Delphi. С поставленной задачей мы справились полностью. Конечно, данный обзор является только вершиной айсберга, но я надеюсь эта вводная статья поможет вам в дальнейшем освоении этого направления.

Используемые материалы:
Работа с MapWindow GIS. Обзор