AutoCAD數據到GIS空間數據轉換技術和方法的研究

1、Au toCAD數據到G IS空間數據轉換技術和方法的研究曹國云1,張偉2(1.西南大學資源與環(huán)境科學學院,重慶400715;2.總參工程兵第四設計研究院,北京100036摘要介紹了CAD數據到E SR I G IS軟件所支持數據轉換的相關工具和方法。關鍵詞Au toCAD;G IS;數據轉換中圖分類號S126文獻標識碼 A 文章編號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的數據模型中,點、線、面等幾何要素以二進制形式保存于文件中,相關的注記、顏色、線形等屬性也與幾何數據放在一起。該模型具有強大的繪圖功能和矢量圖形處理的能力,廣泛應用于工業(yè)設計、機械設計、建筑設計、城市規(guī)劃之中。早期的地圖制圖系統多以A u toCAD作為軟件的開發(fā)平臺,因此目前很大一部分地理信息數據仍以A u toCAD的數據格式(*.dw g存儲。但隨著計算機的迅速發(fā)展,從空間地理信息系統的角度來看,A u toCAD缺乏較強的空間數據信息的描述和分析功能。而地理信息系統(G IS卻在空間

4、信息分析方面發(fā)揮著巨大的作用,能對已存的空間數據進行建模、分析和管理。因此已有的A u toCAD數字地形圖只能作為數據庫建立的數字形式的基礎數據源,而不能是G IS概念中的空間信息數據庫。所以,為充分利用已有的數據資源,就必須用切實可行的處理方法將已有的A u toCAD數字地形圖數據轉化為適用的G IS數據。1相關數據類型說明1.1CAD文件數據的特點常見的C AD文件有A u toCAD 的線畫文件(.dw g,M icroS ta t ion的設計文件(.d gn。A u tod esk 的線畫交換格式(DX F,M icroS ta t ion文件的這個文件擴展名是可變的。C AD文

5、件是由諸如顏色、線型、線寬、符號等靜態(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密,實體或元素都包含在單一的文件中,屬性數據的主要描述依據圖層和注記。不同的CAD軟件版本對不同版本文件格式的實現是不同的(如A u toCAD13v、14v、2000v的線畫是彼此不同的,即在進行數據處理時需要注意相關的版本。DX F文件通常是作為一個A SC II文件,也可以存為一個二進制文件方式。CAD文件除可存儲靜態(tài)的圖形數據外,也可以通過編碼對應屬性的方式來存儲屬性數據。A u toCAD 和M icros ta t ion中提供的方法用來操作CAD對象上的相關屬性數據,這些方法通常

6、都有相關的標準,但也有少量是用戶自定義模式,E SR I軟件對這些自定義的屬性模式的訪問是有限制的。1.2 A rcG IS空間數據文件格式的特點作者簡介曹國云(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。收稿日期2006-07-18幾何和空間拓撲關系存儲在二進制文件中,與之相關的屬性數據被存放在IN FO表或RDBM S中(PC A rcIn fo存儲在D B F 表中。C ov erag es是對要素類組織后(fea tu re cla ss的集合,每個要素類都是一些點、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。一個或多個cov erag e要素被用于構造地理要素,如a rcs和n od e被用于構造街道中心線,t ic、anno ta t ion、link、bound a ry要素類提供了對cov erag e數據管理和瀏覽的支持。最簡單的geoda ta ba se模型是一系列獨立要素層集合,每個要素層簡單地包含點、線、多邊形或注記,這和SD E3的SDEla y ers和A rc V iew的sh ape file實現相似。一個geod a tab a se 可以由一個或多個要素類組成,而一個要素類則是一

8、個或多安徽農業(yè)科學,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責任編輯朱永和責任校對孫能森個具有相同幾何類型的要素集合,擴展的規(guī)則和行為被儲存在一個附加表中,并且也由A rcSDE來管理。2Au toCAD數據到G IS空間數據的集成對使用和共享CAD數據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數據作為G IS數據集,直接從本地文件讀取CAD線并作為一個有效的G IS數據源。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數據源,這些工具直接讀一個C AD文件到磁盤。當顯示數據時,一個CAD文件被看作A rcV iew3環(huán)境中的sha pe file G IS數據源。這個CAD可以讀取擴展支持以下的C AD圖形特征和擴展的C AD屬性:顏色、線型、級別/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、高程和實體類型等。一個獨立的線畫在A rcV iew中可以被作為一個或多個主題,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個有效幾何

10、類型來在A rc V iew中作為一個主題顯示,每個CAD線畫可以象其他主題一樣在A rcV iew中被多次打開,這樣就可以對CAD文件中的不同對象進行顯示控制,類似的方法還可以對A u toCAD或M icros ta tion圖層的可見性進行控制。A u toCAD的塊和M icros ta tion的ce ll可被作為點、線或多邊形幾何的一個組成,當被作為點幾何或它們的組合顯示時,塊屬性和cell標記值將自動地包含在一個虛擬表中。2.2 A rcG IS(CAD要素類和CAD線畫層A rc M ap可以直接瀏覽CAD文件。A rcG IS有2種方法對待信息:CAD要素數據對象,這和A r

11、cV iew3.X中的CAD R eade r E x tens ion很相似;作為一個單獨的層顯示CAD線畫,用A rc G IS線畫層可以控制圖層顯示和查詢對象。A u toCAD塊和M icros ta tion ce ll 可被作為點或者點、線、多邊形幾何的組合來顯示,塊屬性和ce ll標記值將自動包含在一個虛擬表中。在A rc G IS中將C AD線畫作為一個CAD線畫層打開時,實體C AD線畫被作為一個映射層,因此它的符號是靜態(tài)不能被修改的,只能用于A rc G IS分析或查找。當C AD線畫被作為要素數據對象時,A rc M ap創(chuàng)建了一個CAD要素類,可以對該要素類進行查詢和分

12、析,使用A r-c G IS中標準的符號編輯器來編輯要素符號。在A rc M ap中,地理屬性被作為一個圖層來表達,當從CAD線畫創(chuàng)建圖層時,可以選擇要表達的線畫層。在A rcG IS中可以直接訪問多種CAD格式,包括A u to C AD的dw g和所有A SC II、二進制形式的DX F.d gn文件。此外,包含三維坐標信息的話也可以在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的空間數據客戶端,允許用戶依據A rcSDE在A u toCAD或M icro-s ta tion環(huán)境中存放或取出數據并進行編輯。

13、CAD客戶端能夠通過多個A rcSD E服務同時訪問不同DBM S中的數據,例如在同一時間訪問1個A rcSDEfo r cov era g e管理的A rcIn fo cov erag e 數據、1個A rcSD Efor O ra cle管理的空間數據庫和1個A rcSDE for SQ LS erve r數據庫,也能從A rc G IS G eoda taba s e中的簡單要素層中訪問數據。相反,當CAD數據被存儲進一個D BM S時,G IS用戶不需要任何轉換就可以使用A rcSD E客戶端訪問CAD數據的幾何,每個CAD對象有一個翻譯后的幾何并作為一個有效的A rcSDE幾何要素被

14、存儲。一些復雜的CAD幾何,如橢圓、圓、塊/ce ll等被翻譯成一些A rcSDE客戶端應用程序可以訪問的幾何。C AD客戶端存儲CAD對象的一個二進制副本,它包括C AD對象的一切,如圖形特征、塊定義、塊屬性、標記、cell、x-d a ta和其他自定義數據。一個CAD客戶端用戶可以訪問所有A rcSD E管理的數據源,同樣,G IS用戶也可以直接訪問C AD客戶端用戶存儲的C AD數據幾何。3從A u toCAD數據到G IS空間數據轉換的幾種方法C AD數據經常需要經過組織和處理后才能在G IS應用程序中使用,E SR I提供了不同的轉換工具可以在G IS和C AD 間更好地使用數據。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有一個內嵌的集成工具,根據屬性/空間選擇標準從一個C AD文件中選擇一組空間要素,選中的對象集可導出為sh ape file。使用這個功能,A rc V iew3.X能轉換CAD文件的CAD對象到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 中選中一個要素使用S i m p le D

16、 a ta L oad er向導工具,該工具提供了增加數據到已有要素類的方法。按照向導提示,可以選擇一個要導入的CAD數據源,然后向導將允許映射C AD圖形屬性值到已有的數據庫字段。另外,該工具還提供了查詢功能用來對導入源實體進行過濾,然后選中的信息被增加到要素類中。在運用該工具前,地理數據庫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,一個選中的CAD要素集可以被導出為sh ap efile或導出到一個空的g eoda ta ba se要素類中。在A rc M ap中CAD文本的轉

17、換在操作上有些不同,因為A rc M ap中的CAD線畫文本被作為一個混合的cove ra g e ann ota tion類型顯示,因此必須使用轉換cov era g e ann ota t ion功能來取得CAD文本,導入作為geod a tab a se ann ota tion。3.4A rcG IS:A rcT oo lbox-CAD到G eoda tabase轉換A rc G IS 提供了一個轉換工具來實現轉換CAD數據到新的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轉換工具允許

18、定義一個查詢來選擇C AD 對象,然后轉換并保存查詢結果集到一個新的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的轉換工具將創(chuàng)建一個新的要素類作為轉換過程的一部分,這樣一個包含多種圖形特征的C AD文件全部導出時會創(chuàng)建多個要素類。如果需要將多個線畫轉出到一個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來對要素類進行合并。使用C ADto G eod a tab a se T ran s la tor功能,C AD文本將被轉換到一個點要素類中。在CAD要素上的變化曲線信息在轉換進g eoda ta ba se時被保留,CAD幾何特征和塊/cell屬性也在轉換過程中被保留。(下轉第6064頁6306安徽農業(yè)科學2006年(上接第6036頁4結論由于CAD與G IS在數據與功能上的互操作性與集成的應用越來越重要,所以應該用各種技術來實現將CAD數據無縫轉換成符合G IS數據要求的格式,并同步地進行數據轉