AutoCAD數(shù)據(jù)到GIS空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和方法的研究

1、Au toCAD數(shù)據(jù)到G IS空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和方法的研究曹國(guó)云1,張偉2(1.西南大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,重慶400715;2.總參工程兵第四設(shè)計(jì)研究院,北京100036摘要介紹了CAD數(shù)據(jù)到E SR I G IS軟件所支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)工具和方法。關(guān)鍵詞Au toCAD;G IS;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中圖分類號(hào)S126文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)0517-6611(200622-6035-02S tud y on th e C on v e rs io n T e c h n iqu e a n d M e th od s from CAD D a ta to G IS Sp a t ia l D a t

2、aCAO G u o-y un(C o lle ge o f R esou rce s an d E n v ironm en ta l S cien ce,S ou th-W e st U n iv er sity,C h on gq in g400715A b s tra c t T h is a rticle in trodu ced som e re la ted too ls an d m e th ods fo r da ta con ve rsion fro mCAD da ta to E SR I G IS so ftw a re su ppo rtin g da ta.K e

3、 y w o rd s A u toCAD;G IS;D a ta con v er sion在C AD的數(shù)據(jù)模型中,點(diǎn)、線、面等幾何要素以二進(jìn)制形式保存于文件中,相關(guān)的注記、顏色、線形等屬性也與幾何數(shù)據(jù)放在一起。該模型具有強(qiáng)大的繪圖功能和矢量圖形處理的能力,廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃之中。早期的地圖制圖系統(tǒng)多以A u toCAD作為軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái),因此目前很大一部分地理信息數(shù)據(jù)仍以A u toCAD的數(shù)據(jù)格式(*.dw g存儲(chǔ)。但隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,從空間地理信息系統(tǒng)的角度來(lái)看,A u toCAD缺乏較強(qiáng)的空間數(shù)據(jù)信息的描述和分析功能。而地理信息系統(tǒng)(G IS卻在空間

4、信息分析方面發(fā)揮著巨大的作用,能對(duì)已存的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、分析和管理。因此已有的A u toCAD數(shù)字地形圖只能作為數(shù)據(jù)庫(kù)建立的數(shù)字形式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,而不能是G IS概念中的空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)。所以,為充分利用已有的數(shù)據(jù)資源,就必須用切實(shí)可行的處理方法將已有的A u toCAD數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適用的G IS數(shù)據(jù)。1相關(guān)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明1.1CAD文件數(shù)據(jù)的特點(diǎn)常見(jiàn)的C AD文件有A u toCAD 的線畫(huà)文件(.dw g,M icroS ta t ion的設(shè)計(jì)文件(.d gn。A u tod esk 的線畫(huà)交換格式(DX F,M icroS ta t ion文件的這個(gè)文件擴(kuò)展名是可變的。C AD文

5、件是由諸如顏色、線型、線寬、符號(hào)等靜態(tài)圖形特征組織后的圖層集合,其圖層并不像G IS中的圖層那樣組織嚴(yán)密,實(shí)體或元素都包含在單一的文件中,屬性數(shù)據(jù)的主要描述依據(jù)圖層和注記。不同的CAD軟件版本對(duì)不同版本文件格式的實(shí)現(xiàn)是不同的(如A u toCAD13v、14v、2000v的線畫(huà)是彼此不同的,即在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)需要注意相關(guān)的版本。DX F文件通常是作為一個(gè)A SC II文件,也可以存為一個(gè)二進(jìn)制文件方式。CAD文件除可存儲(chǔ)靜態(tài)的圖形數(shù)據(jù)外,也可以通過(guò)編碼對(duì)應(yīng)屬性的方式來(lái)存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù)。A u toCAD 和M icros ta t ion中提供的方法用來(lái)操作CAD對(duì)象上的相關(guān)屬性數(shù)據(jù),這些方法通常

6、都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),但也有少量是用戶自定義模式,E SR I軟件對(duì)這些自定義的屬性模式的訪問(wèn)是有限制的。1.2 A rcG IS空間數(shù)據(jù)文件格式的特點(diǎn)作者簡(jiǎn)介曹國(guó)云(1979-,女,山東濰坊人,碩士研究生,研究方向:資源與環(huán)境信息系統(tǒng)。收稿日期2006-07-18幾何和空間拓?fù)潢P(guān)系存儲(chǔ)在二進(jìn)制文件中,與之相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)被存放在IN FO表或RDBM S中(PC A rcIn fo存儲(chǔ)在D B F 表中。C ov erag es是對(duì)要素類組織后(fea tu re cla ss的集合,每個(gè)要素類都是一些點(diǎn)、線、面或者文本的集合,用于描述地理要素的C ov erag e要素類包括p oin t、nod

7、 e、rou te、sy s tem、sect ion、p oly gon和reg ion。一個(gè)或多個(gè)cov erag e要素被用于構(gòu)造地理要素,如a rcs和n od e被用于構(gòu)造街道中心線,t ic、anno ta t ion、link、bound a ry要素類提供了對(duì)cov erag e數(shù)據(jù)管理和瀏覽的支持。最簡(jiǎn)單的geoda ta ba se模型是一系列獨(dú)立要素層集合,每個(gè)要素層簡(jiǎn)單地包含點(diǎn)、線、多邊形或注記,這和SD E3的SDEla y ers和A rc V iew的sh ape file實(shí)現(xiàn)相似。一個(gè)geod a tab a se 可以由一個(gè)或多個(gè)要素類組成,而一個(gè)要素類則是一

8、個(gè)或多安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),J ou rn a l o f A n h u i A g r i.S c i.2006,34(22:6035-6036,6064責(zé)任編輯朱永和責(zé)任校對(duì)孫能森個(gè)具有相同幾何類型的要素集合,擴(kuò)展的規(guī)則和行為被儲(chǔ)存在一個(gè)附加表中,并且也由A rcSDE來(lái)管理。2Au toCAD數(shù)據(jù)到G IS空間數(shù)據(jù)的集成對(duì)使用和共享CAD數(shù)據(jù)E S R I提供了不同的策略,CAD/ G IS集成的一種方式是將C AD數(shù)據(jù)作為G IS數(shù)據(jù)集,直接從本地文件讀取CAD線并作為一個(gè)有效的G IS數(shù)據(jù)源。2.1 A rcV iew G IS3.X(CAD R ead e r E x ten s ion

9、A rcV iew G IS 提供工具讀取CAD文件作為有效的G IS數(shù)據(jù)源,這些工具直接讀一個(gè)C AD文件到磁盤(pán)。當(dāng)顯示數(shù)據(jù)時(shí),一個(gè)CAD文件被看作A rcV iew3環(huán)境中的sha pe file G IS數(shù)據(jù)源。這個(gè)CAD可以讀取擴(kuò)展支持以下的C AD圖形特征和擴(kuò)展的C AD屬性:顏色、線型、級(jí)別/圖層、塊名/cell名、文本值、文件位置/ha n-d le、M S L IN K、ce ll或塊屬性、線寬、高程和實(shí)體類型等。一個(gè)獨(dú)立的線畫(huà)在A rcV iew中可以被作為一個(gè)或多個(gè)主題,但A r-c V iew G IS只能工作在相同的幾何類型主題中,它需要從CAD 文件中提取4個(gè)有效幾何

10、類型來(lái)在A rc V iew中作為一個(gè)主題顯示,每個(gè)CAD線畫(huà)可以象其他主題一樣在A rcV iew中被多次打開(kāi),這樣就可以對(duì)CAD文件中的不同對(duì)象進(jìn)行顯示控制,類似的方法還可以對(duì)A u toCAD或M icros ta tion圖層的可見(jiàn)性進(jìn)行控制。A u toCAD的塊和M icros ta tion的ce ll可被作為點(diǎn)、線或多邊形幾何的一個(gè)組成,當(dāng)被作為點(diǎn)幾何或它們的組合顯示時(shí),塊屬性和cell標(biāo)記值將自動(dòng)地包含在一個(gè)虛擬表中。2.2 A rcG IS(CAD要素類和CAD線畫(huà)層A rc M ap可以直接瀏覽CAD文件。A rcG IS有2種方法對(duì)待信息:CAD要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)象,這和A r

11、cV iew3.X中的CAD R eade r E x tens ion很相似;作為一個(gè)單獨(dú)的層顯示CAD線畫(huà),用A rc G IS線畫(huà)層可以控制圖層顯示和查詢對(duì)象。A u toCAD塊和M icros ta tion ce ll 可被作為點(diǎn)或者點(diǎn)、線、多邊形幾何的組合來(lái)顯示,塊屬性和ce ll標(biāo)記值將自動(dòng)包含在一個(gè)虛擬表中。在A rc G IS中將C AD線畫(huà)作為一個(gè)CAD線畫(huà)層打開(kāi)時(shí),實(shí)體C AD線畫(huà)被作為一個(gè)映射層,因此它的符號(hào)是靜態(tài)不能被修改的,只能用于A rc G IS分析或查找。當(dāng)C AD線畫(huà)被作為要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)象時(shí),A rc M ap創(chuàng)建了一個(gè)CAD要素類,可以對(duì)該要素類進(jìn)行查詢和分

12、析,使用A r-c G IS中標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)編輯器來(lái)編輯要素符號(hào)。在A rc M ap中,地理屬性被作為一個(gè)圖層來(lái)表達(dá),當(dāng)從CAD線畫(huà)創(chuàng)建圖層時(shí),可以選擇要表達(dá)的線畫(huà)層。在A rcG IS中可以直接訪問(wèn)多種CAD格式,包括A u to C AD的dw g和所有A SC II、二進(jìn)制形式的DX F.d gn文件。此外,包含三維坐標(biāo)信息的話也可以在A rcS cen e環(huán)境中顯示。2.3 A rcSDE CAD C lien t A rcSDE CAD客戶端是A rcSDE的空間數(shù)據(jù)客戶端,允許用戶依據(jù)A rcSDE在A u toCAD或M icro-s ta tion環(huán)境中存放或取出數(shù)據(jù)并進(jìn)行編輯。

13、CAD客戶端能夠通過(guò)多個(gè)A rcSD E服務(wù)同時(shí)訪問(wèn)不同DBM S中的數(shù)據(jù),例如在同一時(shí)間訪問(wèn)1個(gè)A rcSDEfo r cov era g e管理的A rcIn fo cov erag e 數(shù)據(jù)、1個(gè)A rcSD Efor O ra cle管理的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和1個(gè)A rcSDE for SQ LS erve r數(shù)據(jù)庫(kù),也能從A rc G IS G eoda taba s e中的簡(jiǎn)單要素層中訪問(wèn)數(shù)據(jù)。相反,當(dāng)CAD數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)進(jìn)一個(gè)D BM S時(shí),G IS用戶不需要任何轉(zhuǎn)換就可以使用A rcSD E客戶端訪問(wèn)CAD數(shù)據(jù)的幾何,每個(gè)CAD對(duì)象有一個(gè)翻譯后的幾何并作為一個(gè)有效的A rcSDE幾何要素被

14、存儲(chǔ)。一些復(fù)雜的CAD幾何,如橢圓、圓、塊/ce ll等被翻譯成一些A rcSDE客戶端應(yīng)用程序可以訪問(wèn)的幾何。C AD客戶端存儲(chǔ)CAD對(duì)象的一個(gè)二進(jìn)制副本,它包括C AD對(duì)象的一切,如圖形特征、塊定義、塊屬性、標(biāo)記、cell、x-d a ta和其他自定義數(shù)據(jù)。一個(gè)CAD客戶端用戶可以訪問(wèn)所有A rcSD E管理的數(shù)據(jù)源,同樣,G IS用戶也可以直接訪問(wèn)C AD客戶端用戶存儲(chǔ)的C AD數(shù)據(jù)幾何。3從A u toCAD數(shù)據(jù)到G IS空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的幾種方法C AD數(shù)據(jù)經(jīng)常需要經(jīng)過(guò)組織和處理后才能在G IS應(yīng)用程序中使用,E SR I提供了不同的轉(zhuǎn)換工具可以在G IS和C AD 間更好地使用數(shù)據(jù)。3

15、.1A rcV iew G IS3.X-保存為sh ap e file A rc V iew G IS3.X(C AD R ead er E x tens ion有一個(gè)內(nèi)嵌的集成工具,根據(jù)屬性/空間選擇標(biāo)準(zhǔn)從一個(gè)C AD文件中選擇一組空間要素,選中的對(duì)象集可導(dǎo)出為sh ape file。使用這個(gè)功能,A rc V iew3.X能轉(zhuǎn)換CAD文件的CAD對(duì)象到A rc V iew G IS sha pe file格式中。3.2A rcG IS:A rcC a ta log-S i m p le D a ta Load e r在A rcC a ta log 中選中一個(gè)要素使用S i m p le D

16、 a ta L oad er向?qū)Чぞ?該工具提供了增加數(shù)據(jù)到已有要素類的方法。按照向?qū)崾?可以選擇一個(gè)要導(dǎo)入的CAD數(shù)據(jù)源,然后向?qū)⒃试S映射C AD圖形屬性值到已有的數(shù)據(jù)庫(kù)字段。另外,該工具還提供了查詢功能用來(lái)對(duì)導(dǎo)入源實(shí)體進(jìn)行過(guò)濾,然后選中的信息被增加到要素類中。在運(yùn)用該工具前,地理數(shù)據(jù)庫(kù)的要素類必須事先存在。3.3 A rcG IS:A rcM ap-E xp or t Da ta從A rc M a p中使用E xp ortD a ta工具,一個(gè)選中的CAD要素集可以被導(dǎo)出為sh ap efile或?qū)С龅揭粋€(gè)空的g eoda ta ba se要素類中。在A rc M ap中CAD文本的轉(zhuǎn)

17、換在操作上有些不同,因?yàn)锳 rc M ap中的CAD線畫(huà)文本被作為一個(gè)混合的cove ra g e ann ota tion類型顯示,因此必須使用轉(zhuǎn)換cov era g e ann ota t ion功能來(lái)取得CAD文本,導(dǎo)入作為geod a tab a se ann ota tion。3.4A rcG IS:A rcT oo lbox-CAD到G eoda tabase轉(zhuǎn)換A rc G IS 提供了一個(gè)轉(zhuǎn)換工具來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換CAD數(shù)據(jù)到新的g eo-da taba se要素類中,該工具在A rcT oo lb ox和A rcC a ta log中都是可用的。A rcT oo lbox轉(zhuǎn)換工具允許

18、定義一個(gè)查詢來(lái)選擇C AD 對(duì)象,然后轉(zhuǎn)換并保存查詢結(jié)果集到一個(gè)新的geod a tab a se要素類中,這與A rc M a p中使用的方法不同。A rcT oo lbox的轉(zhuǎn)換工具將創(chuàng)建一個(gè)新的要素類作為轉(zhuǎn)換過(guò)程的一部分,這樣一個(gè)包含多種圖形特征的C AD文件全部導(dǎo)出時(shí)會(huì)創(chuàng)建多個(gè)要素類。如果需要將多個(gè)線畫(huà)轉(zhuǎn)出到一個(gè)g eoda taba se的要素類中,需要在A rc M a p中使用G eop rocess in g W iza rd來(lái)對(duì)要素類進(jìn)行合并。使用C ADto G eod a tab a se T ran s la tor功能,C AD文本將被轉(zhuǎn)換到一個(gè)點(diǎn)要素類中。在CAD要素上的變化曲線信息在轉(zhuǎn)換進(jìn)g eoda ta ba se時(shí)被保留,CAD幾何特征和塊/cell屬性也在轉(zhuǎn)換過(guò)程中被保留。(下轉(zhuǎn)第6064頁(yè)6306安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2006年(上接第6036頁(yè)4結(jié)論由于CAD與G IS在數(shù)據(jù)與功能上的互操作性與集成的應(yīng)用越來(lái)越重要,所以應(yīng)該用各種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將CAD數(shù)據(jù)無(wú)縫轉(zhuǎn)換成符合G IS數(shù)據(jù)要求的格式,并同步地進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)