譚清華，張明

(南寧市勘測院，廣西南寧 530000)

1 引言

我國于上世紀(jì)50年代和80年代，分別建立了1954年北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展提供了基礎(chǔ)的測繪保障。隨著社會進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、科學(xué)研究等對國家大地坐標(biāo)系提出了新的要求，迫切需要采用原點位于地球質(zhì)量中心的坐標(biāo)系統(tǒng)(以下簡稱地心坐標(biāo)系)作為國家大地坐標(biāo)系。國務(wù)院批準(zhǔn)自2008年7月1日啟用我國的地心坐標(biāo)系—2000國家大地坐標(biāo)系，英文名稱為China Geodetic Coordinate System 2000，英文縮寫為CGCS2000。

為了及時采用CGCS2000，各城市首要任務(wù)是建立一個與CGCS2000相聯(lián)系的、相對獨立和統(tǒng)一的、適宜本地區(qū)建設(shè)需要的城市或地方坐標(biāo)系。為此，需要完成的工作之一是完成現(xiàn)有測繪成果的更新改造，保證過渡期內(nèi)現(xiàn)有成果及CGCS2000成果的共存共用，為CGCS2000正式啟用奠定基礎(chǔ)。

我國的測繪成果多以CAD的DWG格式或DXF格式存儲，其中DWG格式是二進(jìn)制文件，而DXF文件是文本文件，因此DWG文件占用的存儲空間較小，程序啟動的速度較快，絕大部分成果采用DWG文件存儲，而且DWG與DXF之間可以互相轉(zhuǎn)換，因此本文主要討論在CAD環(huán)境下DWG文件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

2 AutoCAD二次開發(fā)環(huán)境介紹

由于AutoCAD并沒帶有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，因此要實現(xiàn)相應(yīng)的功能，必須進(jìn)行二次開發(fā)，AutoCAD提供的開發(fā)工具主要有 Visual AutoLISP、ObjectARX和 VBA、.NET API。本文采用的是 ObjectARX。ObjectARX是一個以C++語言為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境和應(yīng)用程序接口，ObjectARX并不是獨立的開發(fā)平臺，而是運行于Visual C++平臺之上。ObjectARX程序本質(zhì)上是Windows動態(tài)鏈接庫(DLL)。

ObjectARX作為Visual C++動態(tài)鏈接庫與其他的動態(tài)鏈接庫有著很大的區(qū)別，ObjectARX程序在C++語言的基礎(chǔ)上規(guī)定了自己的語法，它是專門用來對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)的工具。因此可以說ObjectARX是Visual C++的一個子集。

3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方法

為了充分利用已有測繪成果，必須將已有測繪成果轉(zhuǎn)換到CGCS2000坐標(biāo)系，因此不同坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換是CGCS2000正式啟用后必須解決的技術(shù)問題。通常情況下，大范圍高精度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換任務(wù)采用空間七參數(shù)法來實現(xiàn)，而小范圍高斯平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換采用平面四參數(shù)法來實現(xiàn)。由于數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)均采用分幅存儲，即每一幅圖的范圍有限，因此本文采用四參數(shù)法實現(xiàn)圖形的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序流程圖如圖1所示。

圖1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序流程圖

4 DWG文件及地形圖中常用對象的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn)方法

(1)點

對圖形中點對象的轉(zhuǎn)換只需對坐標(biāo)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbPoint。通過該類的Position()函數(shù)可以獲取該點的坐標(biāo)信息，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用setPosition()函數(shù)設(shè)定轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)即可。

(2)直線

直線對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbLine，直線由起點與終點連接而成，可以通過該類的startPoint()與endPoint()函數(shù)分別獲取起點和終點的坐標(biāo)。之后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。然后分別調(diào)用該類的setStartPoint()與setEndPoint()函數(shù)設(shè)定坐標(biāo)即可。

(3)多段線

多段線對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbPolyline。多段線可以通過調(diào)用該類的numVerts()函數(shù)獲取總點數(shù)，然后通過調(diào)用該類的getPointAt()函數(shù)獲取每個頂點的坐標(biāo)。然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。通過調(diào)用該類的setPointAt()函數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。

(4)二維多段線

二維多段線對應(yīng)的 ObjectARX類為AcDb2dPolyline。通過調(diào)用該類的vertexIterator()函數(shù)獲取遍歷該類頂點的指針。該指針對應(yīng)的類為AcD-bObjectIterator，以該指針為參數(shù)調(diào)用二維多段線的openVertex函數(shù)，可以獲取該指針對應(yīng)的頂點。該頂點對應(yīng)的類為AcDb2dVertex。，利用該頂點的position()函數(shù)，則可以獲取該頂點的坐標(biāo)。然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用該頂點的set-Position()函數(shù)，則完成了該頂點的轉(zhuǎn)換。繼續(xù)如此程序遍歷整條二維多段線即可以完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(5)三維多段線

三維多段線對應(yīng)的 ObjectARX類為AcDb3dPolyline。三維多段線的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法與二維多段線類似，只是遍歷過程中的頂點對應(yīng)的類變?yōu)锳cDb3dPolylineVertex，其他與(4)所述二維多段線坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程序相同。

(6)圓弧

圓弧對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbArc。調(diào)用該類的center()獲取該類的中心點坐標(biāo)。，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的中心點坐標(biāo)。調(diào)用該類的setCenter()函數(shù)即可以設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)?？梢哉{(diào)用startAngle()與endAngle()函數(shù)獲取起始和終止角度，然后加上根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后旋轉(zhuǎn)的角度。調(diào)用setStartAngle()與setEndAngle()設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的角度。由于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常尺度變化很小，因此對圓弧的半徑無需改變，至此即完成了圓弧的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(7)形

形所對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbShape，可以通過調(diào)用該類的position()函數(shù)獲取該類的坐標(biāo)信息。然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用該類的setPosition()函數(shù)實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。由于地形圖中形的指向始終指北，因此無需設(shè)置角度變化。

(8)圓

圓所對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbCircle。調(diào)用該類的center()獲取該類的中心點坐標(biāo)，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用該類的set-Center()函數(shù)即可以設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的中心點坐標(biāo)。由于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通常尺度變化很小，因此對圓的半徑無需改變。至此即完成了圓的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(9)橢圓

橢圓所對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbEllipse。橢圓與圓弧的轉(zhuǎn)換程序類似。

(10)實線

實線對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbSolid。實線有4個頂點，只需通過getPointAt()函數(shù)獲取每一個頂點坐標(biāo)，然后通過程序獲取轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。再利用set-PointAt()函數(shù)設(shè)置相應(yīng)的坐標(biāo)即可。

(11)單行文字

單行文字對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbText，可以通過調(diào)用該類的position()函數(shù)獲取文字的坐標(biāo)信息，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用setPosition()函數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。至此完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(12)多行文字

多行文字對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbMText，可以通過調(diào)用該類的location()函數(shù)獲取文字的坐標(biāo)信息，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用setLocation()函數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。至此完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

(13)引線

多段線對應(yīng)的ObjectARX類為AcDbLeader。多段線可以通過調(diào)用該類的numVertices()函數(shù)獲取總點數(shù)。調(diào)用該類的vertexAt()函數(shù)獲取每個頂點的坐標(biāo)，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用該類的setVertexAt()函數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。

(14)標(biāo)注

標(biāo)注分為6類:對齊標(biāo)注、轉(zhuǎn)角標(biāo)注、半徑標(biāo)注、角度標(biāo)注、直徑標(biāo)注、坐標(biāo)標(biāo)注。地形圖中通常用到的為對齊標(biāo)注與轉(zhuǎn)角標(biāo)注，其他沒有用到。他們對應(yīng)的ObjectARX類分別為 AcDbRotatedDimension、AcD-bAlignedDimension。轉(zhuǎn)角標(biāo)注對應(yīng)的textPosition()可以獲取調(diào)用的頂點，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用setTextPosition()可以設(shè)置轉(zhuǎn)角標(biāo)注的文字位置。調(diào)用dimLinePoint()函數(shù)可以獲取該尺寸通過的一點坐標(biāo)，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)?？梢哉{(diào)用setDimLinePoint()設(shè)置該點坐標(biāo)。調(diào)用xLine1Point()函數(shù)可以獲取第一條尺寸邊界點的坐標(biāo)信息，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)?？梢哉{(diào)用setXLine1Point()函數(shù)設(shè)置第一條尺寸邊界點的坐標(biāo)。調(diào)用xLine2Point()函數(shù)可以獲取第二條尺寸邊界點的坐標(biāo)信息，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)?？梢哉{(diào)用setXLine2Point()函數(shù)設(shè)置第二條尺寸邊界點的坐標(biāo)。對齊標(biāo)注與此相同。

(15)塊參照

塊參照對應(yīng)的ObjectARX類名為AcDbBlockReference，可以通過position()獲取塊所在的基點坐標(biāo)，然后根據(jù)第二節(jié)所述的方法得到轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。調(diào)用函數(shù)setPosition()函數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換之后的坐標(biāo)。之后調(diào)用函數(shù)transformBy()實現(xiàn)塊參照整體轉(zhuǎn)換。此函數(shù)的參數(shù)為轉(zhuǎn)換后基點坐標(biāo)與原基點坐標(biāo)的構(gòu)成向量。

5 結(jié)語

完成現(xiàn)有測繪成果向CGCS2000的改造，保證過渡期內(nèi)現(xiàn)有成果及CGCS2000成果的共存共用，是CGCS2000正式啟用必須解決的技術(shù)問題。由于DWG文件存儲量小，并且啟動速度快的特點，目前國內(nèi)的地形圖數(shù)據(jù)主要是以DWG文件格式存儲，因此實現(xiàn)DWG文件從傳統(tǒng)的參心坐標(biāo)系向CGCS2000轉(zhuǎn)換是很有現(xiàn)實意義的。本文通過對ObjectARX中地形圖常用實體類的研究，實現(xiàn)了地形圖中常用實體的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

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