鄒艷紅，習(xí)文鳳

(中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙 410083)

規(guī)劃審批數(shù)據(jù)在AutoCAD與ArcSDE間互操作的實(shí)現(xiàn)

鄒艷紅?，習(xí)文鳳

(中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙 410083)

針對(duì)規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理后入庫和入庫后再調(diào)用過程中AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)頻繁轉(zhuǎn)換的問題，基于C#.Net和ObjectArx SDK工具對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，研究了二者實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換互操作功能的開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程。數(shù)據(jù)互操作功能包括取圖和上圖兩個(gè)模塊，前者將數(shù)據(jù)從ArcSDE中加載到AutoCAD中并編輯，后者將AutoCAD數(shù)據(jù)通過ArcSDE保存到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。作為實(shí)例研究，兩模塊已經(jīng)整合到岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理與輔助入庫系統(tǒng)中，有效地提高了規(guī)劃審批數(shù)據(jù)入庫和查詢調(diào)用的效率。

規(guī)劃審批數(shù)據(jù)；AutoCAD數(shù)據(jù)；ArcSDE數(shù)據(jù)；互操作

1 引 言

AutoCAD具有強(qiáng)大的繪圖功能和矢量圖形處理能力，廣泛應(yīng)用于測繪、規(guī)劃、國土資源等領(lǐng)域，尤其在規(guī)劃行業(yè)，基本地形圖、業(yè)務(wù)審批等圖形都是運(yùn)用Auto-CAD繪制。但是在規(guī)劃行業(yè)中，規(guī)劃人員在進(jìn)行業(yè)務(wù)審批時(shí)，常需要調(diào)用歷史規(guī)劃審批數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，雖然CAD格式數(shù)據(jù)作為空間信息的主要數(shù)據(jù)源，但它在空間數(shù)據(jù)信息的描述和分析功能方面卻存在諸多不足[1，2]。而規(guī)劃審批及其相關(guān)數(shù)據(jù)具有海量數(shù)據(jù)的特征[3]，如果規(guī)劃人員挨個(gè)文件去找，將耗費(fèi)很多的時(shí)間，降低了規(guī)劃人員的工作效率。ArcSDE是ArcGIS與商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(如Oracle，Microsoft Sql Server等)之間專門用于存儲(chǔ)、讀取和檢索空間數(shù)據(jù)的GIS通道[4]，它采用統(tǒng)一的DBMS存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫上增加一個(gè)空間數(shù)據(jù)管理層，它的基本任務(wù)是作為存儲(chǔ)在RDBMS中的空間數(shù)據(jù)的GIS網(wǎng)關(guān)[5]。這種模型省去了空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫之間繁瑣的連接，空間數(shù)據(jù)存取速度較快，同時(shí)也有利于保證空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)間的完整性。如將規(guī)劃審批數(shù)據(jù)通過ArcSDE存儲(chǔ)在DBMS里，而在對(duì)數(shù)據(jù)的修改與編輯等方面運(yùn)用AutoCAD，既可以解決海量規(guī)劃審批數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問題，又可以充分利用AutoCAD便捷的繪圖功能。

目前CAD與ArcSDE數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種，一種是借助于中間軟件如FME(Feature Manipulate Engine，空間數(shù)據(jù)操作引擎)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換；另一種是通過二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)，如基于ArcEngine的ArcGIS二次開發(fā)，或?qū)AD做二次開發(fā)，如基于C#.Net和Object ARX開發(fā)包的二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。第一種方法可以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的批量無損轉(zhuǎn)換，但操作復(fù)雜，需要利用第三方軟件，適用于專業(yè)數(shù)據(jù)處理人員的使用。第二種方法可以根據(jù)需要靈活定制友好的界面，能更高效、安全地管理空間數(shù)據(jù)[6]，方便數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)以及空間分析。但是隨著規(guī)劃數(shù)據(jù)管理一站式平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用，規(guī)劃人員對(duì)CAD使用更為頻繁，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快捷地從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，同時(shí)將處理過的CAD數(shù)據(jù)通過ArcSDE存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，對(duì)界面功能開發(fā)提出了更高的要求。為此，本文結(jié)合岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)管理實(shí)例，選用ArcSDE+SQL Server2008存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，基于AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，研究了AutoCAD與ArcSDE間規(guī)劃審批數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)互操作轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)過程。

2 AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)模型的映射關(guān)系

2.1 AutoCAD的數(shù)據(jù)模型

AutoCAD以圖層(Layer)來組織圖形數(shù)據(jù)，不同類型的圖素，如點(diǎn)、線、多邊形等可以共層，一個(gè)dwg或dxf文件可以包含多個(gè)圖層[7]。它所有實(shí)體都存放在塊表中，與實(shí)體對(duì)應(yīng)的圖層、線型、文字樣式等信息分別存放在層表、線型表、文字樣式表中，屬性數(shù)據(jù)以擴(kuò)展屬性方式存儲(chǔ)在AutoCAD的圖元對(duì)象中。其數(shù)據(jù)模型相對(duì)簡單，是以二進(jìn)制方式存儲(chǔ)點(diǎn)線面地理數(shù)據(jù)，但只能存儲(chǔ)少量的屬性數(shù)據(jù)。后來的CAD數(shù)據(jù)模型支持?jǐn)U展屬性功能，但還是不能跨越其存儲(chǔ)量為16 k的限制，而且其存儲(chǔ)模式還是文件存儲(chǔ)模式，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求[4]。

2.2 ArcSDE數(shù)據(jù)模型

ArcSDE用X、Y坐標(biāo)來表示點(diǎn)、線、面、注記。其用單一的坐標(biāo)表示點(diǎn)，一組有序的坐標(biāo)串表示線，一組起始結(jié)點(diǎn)和終止結(jié)點(diǎn)相同的坐標(biāo)串表示面。它以層的方式來管理地理數(shù)據(jù)，具有共同屬性項(xiàng)的一類要素放于一層，每個(gè)數(shù)據(jù)庫記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)際要素。ArcSDE為數(shù)據(jù)庫中每層(Layer)建立了空間索引(cell)，它是將層從邏輯上分成一個(gè)個(gè)小塊。層中的要素則分解到各cell中加以描述，并將此描述信息寫到索引表中。落到多個(gè)cell上的要素，將在每個(gè)cell對(duì)應(yīng)的索引記錄中加以描述。沒有數(shù)據(jù)的cell不包括在索引表中[8]。其利用將空間數(shù)據(jù)類型加到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的方法來存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)庫中的空間要素，但不改變和影響現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用。

2.3 二者數(shù)據(jù)模型的映射關(guān)系

文中通過建立AutoCAD與ArcSDE間的映射關(guān)系，如表1所示，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的互轉(zhuǎn)換從而達(dá)到數(shù)據(jù)間的互操作。

AutoCAD與ArcSDE數(shù)據(jù)模型的映射關(guān)系 表1

3 AutoCAD與ArcSDE間互操作開發(fā)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 互操作功能設(shè)計(jì)

針對(duì)原始的規(guī)劃審批數(shù)據(jù)為AutoCAD格式，需要轉(zhuǎn)化為ArcSDE數(shù)據(jù)后保存到數(shù)據(jù)庫中，而數(shù)據(jù)庫中的規(guī)劃審批歷史數(shù)據(jù)也有時(shí)需要調(diào)入輔助入庫系統(tǒng)中，以AutoCAD格式顯示并與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照修改。因此，為了方便輔助規(guī)劃審批數(shù)據(jù)入庫，需要實(shí)現(xiàn)審批數(shù)據(jù)的互操作功能:一方面可以將CAD格式圖形數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)為ArcSDE數(shù)據(jù)后存入ArcSDE數(shù)據(jù)庫中，屬性數(shù)據(jù)存于ArcSDE數(shù)據(jù)庫表的字段中；另一方面能從ArcSDE數(shù)據(jù)庫中讀取歷史審批數(shù)據(jù)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為CAD數(shù)據(jù)顯示在AutoCAD平臺(tái)上，并可以進(jìn)行編輯、修改。

空間數(shù)據(jù)庫互操作的實(shí)現(xiàn)方式有基于直接訪問模式和基于公共接口訪問模式兩種互操作方法[9]。本文采用基于直接訪問模式，基于C#.Net和ObjectARX軟件包對(duì)CAD進(jìn)行二次開發(fā)，直接訪問ArcSDE數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)兩者之間的互操作。在AutoCAD環(huán)境下通過ArcEngine、ObjectArx.Net訪問ArcSDE，系統(tǒng)互操作邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 互操作模塊邏輯結(jié)構(gòu)圖

3.2 互操作實(shí)現(xiàn)過程

本次開發(fā)采用的開發(fā)語言和環(huán)境如表2所示:

開發(fā)語言和環(huán)境 表2

開發(fā)中，C#語言通過AutoCAD.Net來和AutoCAD進(jìn)行通訊，通過Interop.AutoCAD.dll實(shí)現(xiàn)與AutoCAD之間的數(shù)據(jù)和信息交換。自定義功能則主要依靠AutoCAD目錄下的Acdbmgd.dll和Acmgd.dll兩個(gè)文件實(shí)現(xiàn)。

互操作在數(shù)據(jù)操作中以“取圖”和“上圖”兩個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)。

(1)取圖:即規(guī)劃審批數(shù)據(jù)從ArcSDE里加載到AutoCAD平臺(tái)上，獲取編輯權(quán)限后可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。取圖過程中加載數(shù)據(jù)的流程圖如圖2左所示。系統(tǒng)中使用ArcEngine中esriSystem組件下的IAoInitialize初始化ESRI的權(quán)限，繼而調(diào)用ArcEngine中GeoDataBase組件中的WorkSpace、FeatureClass、Feature等接口類操作空間數(shù)據(jù)表。使用ObjectArx.Net開發(fā)包中的Autodesk.AutoCAD.DatabaseServices類庫，BlockTable、Entity、DBDictionary等對(duì)象類實(shí)現(xiàn)操作圖形數(shù)據(jù)表。在ArcSDE數(shù)據(jù)庫加載數(shù)據(jù)的過程中，將空間數(shù)據(jù)的屬性信息加載到對(duì)應(yīng)的CAD實(shí)體的擴(kuò)展數(shù)據(jù)中。

取圖的關(guān)鍵函數(shù)如下:

DownLoadData(string featureclassname，string rollid)

//取圖函數(shù)

ConvertTextPoint2CAD(IFeatureClass fc，string rollid，stringfeatclsrealname)//ArcSDE注記點(diǎn)要素轉(zhuǎn)CAD注記點(diǎn)函數(shù)

ConvertLine2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)

//ArcSDE線要素轉(zhuǎn)CAD線型函數(shù)

ConvertPolygon2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)// ArcSDE面要素轉(zhuǎn)CAD閉合多義線或圓函數(shù)

ConvertAnnotation2CAD(IFeatureClass fc，IEnvelope ienv)// ArcSDE Annotation轉(zhuǎn)CAD DBText

(2)如圖2:指審批數(shù)據(jù)從AutoCAD直接保存到ArcSDE數(shù)據(jù)庫中。上圖的保存流程圖如圖2右所示。上圖過程中，將CAD擴(kuò)展數(shù)據(jù)寫入對(duì)應(yīng)的ArcSDE字段并保存，上圖后，更新數(shù)據(jù)表。

圖2 ArcSDE到AutoCAD的數(shù)據(jù)加載流程(左) AutoCAD到ArcSDE的數(shù)據(jù)保存流程(右)

上圖的關(guān)鍵代碼如下:

UpLoadData(string featureclassname)//取圖函數(shù)

ConvertDBText2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉(zhuǎn)換DBText為SDE點(diǎn)要素函數(shù)

ConvertLine2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉(zhuǎn)換CAD線型為ArcSDE線要素函數(shù)

ConertPolyline2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉(zhuǎn)換CAD多義線為ArcSDE的面要素或線要素函數(shù)ConvertCircle2SDE(Entity ent，IFeatureClass fc)

//轉(zhuǎn)換CAD圓為ArcSDE的圓函數(shù)

4 實(shí)例實(shí)現(xiàn)

4.1 實(shí)例規(guī)劃審批數(shù)據(jù)

以岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)為例，規(guī)劃審批數(shù)據(jù)按內(nèi)容分類存放于以下5個(gè)數(shù)據(jù)庫中:索引圖圖庫，基礎(chǔ)地理信息庫，規(guī)劃編制成果庫，規(guī)劃審批成果庫，規(guī)劃管理依據(jù)庫，如圖3所示。

其中索引圖圖庫含有:規(guī)劃分片索引圖，規(guī)劃管理單元圖，行政區(qū)域邊界圖，CAD地形圖結(jié)合表，1∶1 000地形圖結(jié)合表。基礎(chǔ)地理信息庫里含有以下4個(gè)圖庫:影像圖圖庫、地名庫、管線資料圖庫、地形圖圖庫。規(guī)劃編制成果庫包含以下4個(gè)圖庫:總體規(guī)劃圖庫、控制性詳細(xì)規(guī)劃圖庫、專項(xiàng)規(guī)劃圖庫、道路匯總圖庫。規(guī)劃審批成果庫包含:定位紅線圖，道路上線案卷圖，交通影響評(píng)價(jià)項(xiàng)目圖，竣工驗(yàn)線圖庫，核指標(biāo)總平面圖，管線總圖，選址藍(lán)線，用地紅線，用地藍(lán)線等。規(guī)劃管理依據(jù)庫里含有:紅、藍(lán)、橙、紫、黑、綠、黃等規(guī)劃七線。

圖3 繪圖編輯菜單與數(shù)據(jù)操作示意圖

4.2 數(shù)據(jù)操作和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

打開岳陽市規(guī)劃審批數(shù)據(jù)處理與輔助入庫系統(tǒng)，左鍵單擊繪圖編輯下的繪圖面板菜單項(xiàng)(如圖3左圖)，彈出繪圖面板，在繪圖面板下的圖層模塊中，右鍵單擊某一圖層，左鍵單擊取圖即可取出該圖層的數(shù)據(jù)。如圖3右所示，右擊用地紅線面圖層，即可將改圖形顯示在CAD界面中進(jìn)行編輯修改。取完圖后，上圖按鈕即可由灰色變?yōu)楹谏?，編輯修改完后的圖，可以點(diǎn)擊上圖按鈕，將數(shù)據(jù)保存到ArcSDE對(duì)應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。圖4和圖5為用地紅線面的取圖和上圖后的顯示圖。

在實(shí)例中，以用地紅線為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其中6 324個(gè)注記點(diǎn)數(shù)據(jù)平均耗時(shí)2.9 s，取其中131個(gè)線數(shù)據(jù)平均耗時(shí)1.9 s，1 836個(gè)面數(shù)據(jù)平均耗時(shí)2.5 s。上圖比取圖多了添加數(shù)據(jù)的擴(kuò)展數(shù)據(jù)的過程，且上圖是按當(dāng)前案卷來上圖，每次上圖的數(shù)據(jù)量不大，平均每次1 s內(nèi)能完成。對(duì)于點(diǎn)、多段線、圓弧、圓數(shù)據(jù)，取圖上圖數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率能達(dá)100%，而樣條曲線由于是用多段線擬合而成，其精度受曲線曲率大小及多段線節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)影響，曲率越小，精度越高，節(jié)點(diǎn)越多，精度越高。

圖4 規(guī)劃審批ArcSDE數(shù)據(jù)在AutoCAD顯示圖

圖5 規(guī)劃審批ArcSDE數(shù)據(jù)在ArcMap顯示圖

5 結(jié) 語

本文通過對(duì)AutoCAD的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃審批數(shù)據(jù)在AutoCAD與ArcSDE間的互操作，促進(jìn)了CAD與GIS在應(yīng)用中的交融，方便了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和編輯以及用戶操作的習(xí)慣，不但減少了用戶因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來的編輯工作，使用戶提高了工作效率，還提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量與應(yīng)用價(jià)值。有待進(jìn)一步提高的是優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間。同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)互操作效率，良好的數(shù)據(jù)預(yù)處理工作必不可少。

[1] 陳能，施蓓琦.AutoCAD地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS空間數(shù)據(jù)的技術(shù)研究與應(yīng)用[J].測繪通報(bào)，2005(8)：11～14，34.

[2] 周小成，焦道振.基于GeodataBase的CAD數(shù)據(jù)到GIS的解決方案[J].測繪與空間地理信息，2005，28(1)：29～32.

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Research on Implementation of Planning Approval Data Interoperation Between AutoCAD and ArcSDE

Zhou Yanhong，XiWeifeng
(Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals，Ministry of Education School of Geosciences and Infophysics，Central South University Changsha，Changsha 410083，China)

To address planning approval field interoperation problem between AutoCAD and ArcSDE in planning approval datamanagement system，we took redevelopment from AutoCAD to ArcSDE database based on C#.Net and Object SDK.The data could be operated by Down-Load and Up-Loadmodule in the system.Down-Loadmodulewas developed to load planning data from ArcSDE to AutoCAD，the latter was to store AutoCAD format data into ArcSDE.As a case study，themoduleswere integrated into the Planning Approval Data Management System for Yueyang city and the data interoperation was very fast and easy between AutoCAD and ArcSDE+SQL Server 2008.The results show that the implemented interoperation function is convenient for planning approval datamanagement.

planning approval data；AutoCAD data；ArcSDE data；interoperation

1672-8262(2013)03-14-04

P208.1

A

2013—03—04

鄒艷紅(1971—)，女，副教授，博士，研究方向?yàn)榈貙W(xué)建模及信息系統(tǒng)開發(fā)。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41102204)